Question

15．在lL的密閉容器中，充入1mol CO₂和3mol H₂，在500℃下發(fā)生反應(yīng)CO₂（g）+3H₂（g）═CH₃OH（g）+H₂O（g），測得CO₂（g）和CH₃OH（g）的濃度隨時間變化如圖所示：
則下列說法正確的是BD（填字母）；
A．3min時反應(yīng)達到平衡
B．0～10min時用H₂表示的反應(yīng)速率為0.225mol^-1•min^-1
C．CO₂的平衡轉(zhuǎn)化率為25%
D．該溫度時化學平衡常數(shù)為$\frac{16}{3}$（mol/L）^-2．

Answer 1

分析 A．正逆反應(yīng)速率相等的可逆反應(yīng)達到平衡狀態(tài)，化學平衡狀態(tài)下各物質(zhì)的濃度不變但不一定相等；
B．v（H₂）=3v（CO₂）=3×$\frac{△c（C{O}_{2}）}{△t}$；
C．二氧化碳轉(zhuǎn)化率=$\frac{二氧化碳參加反應(yīng)的物質(zhì)的量濃度}{反應(yīng)初始物質(zhì)的量濃度}×100%$；
D．CO₂（g）+3H₂（g）═CH₃OH（g）+H₂O（g）
開始（mol/L）1        3        0         0
反應(yīng)（mol/L）0.75   2.25     0.75       0.75
平衡（mol/L）0.25   0.75     0.75       0.75
化學平衡常數(shù)K=$\frac{c（C{H}_{3}OH）．c（{H}_{2}O）}{c（C{O}_{2}）．{c}^{3}（{H}_{2}）}$．

解答 解：A．正逆反應(yīng)速率相等的可逆反應(yīng)達到平衡狀態(tài)，化學平衡狀態(tài)下各物質(zhì)的濃度不變但不一定相等，3min時甲醇和二氧化碳濃度相等，但正逆反應(yīng)速率不等，所以該反應(yīng)沒有達到平衡狀態(tài)，故A錯誤；
B．v（H₂）=3v（CO₂）=3×$\frac{△c（C{O}_{2}）}{△t}$=3×$\frac{（1-0.25）mol/L}{10min}$=0.225mol^-1•min^-1
，故B正確；
C．二氧化碳轉(zhuǎn)化率=$\frac{二氧化碳參加反應(yīng)的物質(zhì)的量濃度}{反應(yīng)初始物質(zhì)的量濃度}×100%$=$\frac{（1-0.25）mol/L}{1mol/L}×100%$=75%，
故C錯誤；
D．CO₂（g）+3H₂（g）═CH₃OH（g）+H₂O（g）
開始（mol/L）1        3        0         0
反應(yīng)（mol/L）0.75   2.25     0.75       0.75
平衡（mol/L）0.25   0.75     0.75       0.75
化學平衡常數(shù)K=$\frac{c（C{H}_{3}OH）．c（{H}_{2}O）}{c（C{O}_{2}）．{c}^{3}（{H}_{2}）}$=$\frac{0.75×0.75}{0.25×0.7{5}^{3}}$（mol/L）^-2=$\frac{16}{3}$（mol/L）^-2，故D正確；
故選BD．

點評 本題化學平衡計算、化學平衡狀態(tài)判斷，為高頻考點，采用三段式法計算平衡常數(shù)，注意：化學反應(yīng)達到平衡狀態(tài)時各物質(zhì)濃度不變但不一定相等，易錯選項是A．