题目内容

密闭容器中充有10mol CO与20mol H2,在催化剂作用下反应生成甲醇:CO(g)+2H2(g)=CH3OH(g);CO的平衡转化率(α)与温度、压强的关系如下图所示.下列说法正确的是(  )
A、在 A、B两点对应的容器中,n(A)总:n(B)总=4:5
B、在 A、C两点对应的容器中自反应开始到平衡状态所需的时间tA,<tC
C、设B、C两点的平衡常数分别为KB、KC,则KB<KC
D、在不改变反应物用量的情况下,降温、加压、将甲醇从混合体系中分离出来均可提高CO的转化率
考点:转化率随温度、压强的变化曲线
专题:
分析:A.根据CO转化率计算参加反应的CO的物质的量,再根据方程式计算平衡时混合气体总物质的量变化量,进而计算平衡时混合气体总物质的量,据此解答;
B.温度越高、越强越大,反应速率越快,最先到达平衡;
C.由图可知,一定压强下,温度越高,CO的转化率越低,说明升高稳定平衡向逆反应方向移动;
D.正反应是气体体积减小的反应,减压平衡向逆反应方向移动.
解答: 解:A.A点CO的转化率为0.5,则参加反应的CO为10mol×0.5=5mol,则:
CO(g)+2H2(g)?CH3OH(g)气体物质的量减少
1       2
5mol   10mol
故A点平衡时,混合气体总的物质的量=10mol+20mol-10mol=20mol,
B点CO的转化率为0.7,则参加反应的CO为10mol×0.7=7mol,则:
CO(g)+2H2(g)?CH3OH(g)气体物质的量减少
1       2
7mol   14mol
故B点平衡时,混合气体总的物质的量=10mol+20mol-14mol=16mol
故A、B两点时容器内总气体的物质的量之比n(A):n(B)=20mol:16mol=5:4,故A错误;
B.C点的温度、压强都高于A点,温度越高、越强越大,反应速率越快,最先到达平衡,故则从反应开始至到达平衡状态所需的时间tA>tC,故B错误;
C.由图可知,一定压强下,温度越高,CO的转化率越低,说明升高温度平衡向逆反应方向移动,B的温度高于C点,故平衡常数KB>KC,故C错误;
D.正反应是气体体积减小的反应,加压平衡向正反应方向移动,升高温度平衡向逆反应方向移动,将甲醇从混合体系中分离出来均可使CO的转化率升高,故D正确.
故选D.
点评:本题考查化学平衡图象,涉及化学平衡影响因素及有关计算、反应速率影响因素、化学平衡常数等,难度中等,注意分析温度、压强对平衡的影响,由于正反应为气体体积减小的反应,A选项中转化率越大,平衡时混合气体的物质的量越小,据此解答更为解答.
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