Question

15．在一容积为2L的恒容密闭容器中加入0.2mol CO和0.4mol H₂，发生如下反应（　　）
CO（g）+2H₂（g）?CH₃OH（g） 实验测得T₁℃和 T₂℃下，甲醇的物质的量随时间的变化如下表所示，下列说法正确的是

温度     时间	10min	20min	30min	40min	50min	60min
T1℃	0.080	0.120	0.150	0.168	0.180	0.180
T2℃	0.120	0.150	0.156	0.160	0.160	0.160

• A． 由上述数据可以判断：T₁℃＞T₂℃
• B． 该反应的焓变△H＞0，升高温度K增大．
• C． T₁℃时，0～20 min H₂的平均反应速率 ν（H₂）=0.003mol/（L•min）
• D． T₂℃下，向该容器中初始加入0.1 mol CO和0.3 mol H₂，依据现有数据可计算出反应达平衡后甲醇的浓度

Answer 1

分析 A．温度越高，反应速率越快，到达平衡所用时间越短；
B．由表中数据可知，温度越高平衡时甲醇的物质的量越小，说明升高温度平衡向逆反应移动，据此解答；
C．由表中数据可知，T₁℃时，0～20min内CH₃OH的物质的量变化量为0.12mol，根据v=$\frac{\frac{△n}{V}}{△t}$计算v（CH₃OH），再根据速率之比等于化学计量数之比计算v（H₂）；
D．由表中数据可知，T₂℃40min到达平衡，平衡时甲醇的物质的量为0.16mol，甲醇平衡浓度为$\frac{0.16mol}{2L}$=0.08mol/L，根据三段式计算平衡时各组分的浓度，计算该温度下平衡常数．向该容器中初始加入0.1 mol CO和0.3 mol H₂，令平衡时甲醇的浓度为cmol/L，表示出平衡时各组分的浓度，利用平衡常数计算c的值．

解答 解：A．温度越高，反应速率越快，到达平衡所用时间越短，T₁℃时达到平衡状态所用时间短，则T₁℃＞T₂℃，故A错误；
B．由表中数据可知，温度越高平衡时甲醇的物质的量越小，说明升高温度平衡向逆反应移动，正反应为放热反应，该反应的焓变△H＜0，升高温度平衡常数减小，故B错误；
C．由表中数据可知，300℃时，0～20min内CH₃OH的物质的量变化量为0.12mol，故v（CH₃OH）=$\frac{\frac{0.12mol}{2L}}{2min}$=0.003mol/（L•min），速率之比等于化学计量数之比，则v（H₂）=2v（CH₃OH）=0.006mol/（L•min），故C错误；
D．由表中数据可知，500℃时40min到达平衡，平衡时甲醇的物质的量为0.16mol，甲醇平衡浓度为$\frac{0.16mol}{2L}$=0.08mol/L，根据三段式计算平衡时各组分的浓度，计算该温度下平衡常数．向该容器中初始加入0.1 mol CO和0.3 mol H₂，令平衡时甲醇的浓度为cmol/L，表示出平衡时各组分的浓度，利用平衡常数计算c的值，所以T₂℃下，向该容器中初始加入0.1 mol CO和0.3 mol H₂，依据现有数据可计算出反应达平衡后甲醇的浓度，故D正确；
故选D．

点评 本题考查化学反应速率计算、化学平衡影响因素、化学平衡常数的应用等，难度中等，注意掌握理解化学平衡常数的应用，侧重于考查学生的分析能力和计算能力．