Question

19．一定温度下，有两个体积均为2L的恒容密闭容器I和Ⅱ，向I中加入1 mol CO和2 mol H₂，向Ⅱ中加入2 mol CO和4 mol H₂，均发生下列反应并建立平衡：CO（g）+2H₂（g）?CH₃OH（g）．测得不同温度下CO平衡转化率如图所示．下列说法正确的是（　　）

• A． 该反应的△H＞0
• B． N点化学平衡常数K=0.59
• C． L、M两点容器内压强：P（M）＞2P（L）
• D． 向N点平衡体系中再加入1 mol CH₃OH，建立新平衡时被分解的CH₃OH物质的量小于0.4 mol

Answer 1

分析 A．CO转化率随温度升高减小，说明升温平衡逆向进行逆反应为吸热反应，正反应为放热反应；
B．依据化学平衡三行计算列式计算M点平衡浓度，计算平衡常数K=$\frac{c（C{H}_{3}OH）}{c（CO）c（{H}_{2}）^{2}}$，M、N点化学平衡常数相同；
C．L、M两点是不同温度下的平衡，压强和气体物质的量成正比，结合转化率计算平衡状态下气体物质的量比较；
D．N点平衡体系中再加入1 mol CH₃OH，相当于再加入1molmol CO和2 mol H₂，最后达到平衡状态和向Ⅱ中加入2 mol CO和4 mol H₂的平衡状态相同，据此计算．

解答 解：A．图象分析可知，CO（g）+2H₂（g）?CH₃OH（g），反应中CO转化率随温度升高减小，说明升温平衡逆向进行，逆反应为吸热反应，正反应为放热反应，△H＜0，故A错误；
B．依据化学平衡三行计算列式计算M点平衡浓度，CO转化率为60%，
                          CO（g）+2H₂（g）?CH₃OH（g）
起始量（mol/L）   2             4               0
变化量（mol/L） 1.2           2.4            1.2
平衡量（mol/L） 0.8           1.6            1.2
计算平衡常数K=$\frac{c（C{H}_{3}OH）}{c（CO）c（{H}_{2}）^{2}}$=$\frac{\frac{1.2}{2}}{\frac{0.8}{2}×（\frac{1.6}{2}）^{2}}$=0.59，平衡常数随温度变化，M、N点温度相同化学平衡常数相同，故B正确；
C．L、M两点是不同温度下的平衡，压强和气体物质的量成正比，CO转化率为60%，
              CO（g）+2H₂（g）?CH₃OH（g）
起始量（mol）  1        2        0
变化量（mol） 0.6      1.2      0.6
平衡量（mol） 0.4      0.8      0.6
               CO（g）+2H₂（g）?CH₃OH（g）
起始量（mol）   2        4        0
变化量（mol） 1.2      2.4       1.2
平衡量（mol） 0.8      1.6       1.2
所以L、M两点容器内压强之比等于气体物质的量之比=（0.4+0.8+0.6）：（ 0.8+1.6+1.2）=1.8：3.6=1：2
P（M）=2P（L），但温度升高，M点压强增大，P（M）＞2P（L），故C正确；
D．N点平衡体系中再加入1 mol CH₃OH，相当于Ⅰ中再加入1molmol CO和2 mol H₂，最后达到平衡状态和向Ⅱ中加入2 mol CO和4 mol H₂的平衡状态相同，甲醇最后平衡状态为1.2mol，CO转化率60%，则相当于逆向进行甲醇分解率为40%，加入1mol甲醇增大压强平衡正向进行，则分解率小于40%，分解的甲醇小于0.4 mol，故D正确；
故选BCD．

点评 本题考查了化学平衡影响因素、平衡常数的计算，注意图象的理解应用，平衡常数随温度变化，不随浓度变化，题目难度中等．