Question

4．T₁℃时．在2L的密闭容器中，反应CO₂（g）+3H₂（g）?CH₃OH（g）+H₂O（g）△H＜0达到平衡，反应过程中部分数据见下表．下列说法正确的是（　　）

	反应时间	CO2（mol）	H2（mol）	CH3OH（mol）	H2O（mol）
反应I 恒温恒容	0min	2	6	0	0
	10min		4.5
	20min	1
	30min			1
反应Ⅱ 绝热恒容	0min	0	0	2	2

• A． 达到平衡时，反应Ⅰ、Ⅱ对比，平衡常数：K（Ⅰ）＞K（Ⅱ）
• B． 对于反应Ⅰ，前10min内的平均反应速率v（CH₃OH）=0.025mol•L^-1•min^-1
• C． 对于反应Ⅰ，若30min时只改变温度为T₂℃，再次达到平衡时H₂的物质的量为3.2mol，则T₁＞T₂
• D． 对于反应Ⅰ，若30min时只向容器中再充入1molCO₂（g）和1molH₂O（g），则平衡正向移动

Answer 1

分析 20min时，转化的CO₂为2mol-1mol=1mol，则生成的CH₃OH为1mol，而30min时CH₃OH为1mol，故20min时到达平衡，
                    CO₂（g）+3H₂（g）?CH₃OH（g）+H₂O（g）
开始（mol）：2               6              0                    0
转化（mol）：1                3             1                    1
平衡（mol）：1                3             1                     1
平衡常数K=$\frac{\frac{1}{2}×\frac{1}{2}}{\frac{1}{2}×（\frac{3}{2}）^{3}}$=$\frac{4}{27}$，结合外界条件对平衡移动的影响解答该题．

解答 解：A．Ⅰ、Ⅱ恒温恒容时为等效，I为恒温，Ⅱ为绝热容器，反应向逆反应进行，逆反应为吸热反应，平衡时温度I中温度较高，升高温度平衡向逆反应方向移动，则K（Ⅰ）＜K（Ⅱ），故A错误；
B．对于反应Ⅰ，前10min内消耗n（H₂）=6mol-4.5mol=1.5mol，则生成n（CH₃OH）=0.5mol，则v（CH₃OH）=$\frac{\frac{0.5mol}{2L}}{10min}$=0.025mol•L^-1•min^-1，故B正确；
C．由以上分析可知，对于反应Ⅰ，T₁℃时，达到平衡，此时n（H₂）=3mol，若30min时只改变温度为T₂℃，再次达到平衡时H₂的物质的量为3.2mol，说明平衡逆向移动，则T₁＜T₂，故C错误；
D．对于反应Ⅰ，若30min时达到平衡，此时c（CO₂）=c（H₂O）=1mol/L，c（CH₃OH）=0.5mol/L，c（H₂）=1.5mol/L，Qc=$\frac{1×\frac{1}{2}}{1×（\frac{3}{2}）^{3}}$=$\frac{4}{27}$，平衡不移动，故D错误．
故选B．

点评 本题考查化学平衡的计算，为高考常见题型，答题时注意观察表中数据，明确化学平衡及其影响因素为解答关键，试题培养了学生的分析、理解能力及化学计算能力，题目难度中等．