Question

19．一定溫度下，有兩個(gè)體積均為2L的恒容密閉容器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，均發(fā)生下列反應(yīng)并建立平衡：CO（g）+2H₂（g）?CH₃OH（g）．測(cè)得不同溫度下CO平衡轉(zhuǎn)化率如圖所示．下列說法正確的是（　�。�

• A． 該反應(yīng)的△H＞0
• B． N點(diǎn)化學(xué)平衡常數(shù)K=0.59
• C． L、M兩點(diǎn)容器內(nèi)壓強(qiáng)：P（M）＞2P（L）
• D． 向N點(diǎn)平衡體系中再加入1 mol CH₃OH，建立新平衡時(shí)被分解的CH₃OH物質(zhì)的量小于0.4 mol

Answer 1

分析 A．CO轉(zhuǎn)化率隨溫度升高減小，說明升溫平衡逆向進(jìn)行逆反應(yīng)為吸熱反應(yīng)，正反應(yīng)為放熱反應(yīng)；
B．依據(jù)化學(xué)平衡三行計(jì)算列式計(jì)算M點(diǎn)平衡濃度，計(jì)算平衡常數(shù)K=$\frac{c（C{H}_{3}OH）}{c（CO）c（{H}_{2}）^{2}}$，M、N點(diǎn)化學(xué)平衡常數(shù)相同；
C．L、M兩點(diǎn)是不同溫度下的平衡，壓強(qiáng)和氣體物質(zhì)的量成正比，結(jié)合轉(zhuǎn)化率計(jì)算平衡狀態(tài)下氣體物質(zhì)的量比較；
D．N點(diǎn)平衡體系中再加入1 mol CH₃OH，相當(dāng)于再加入1molmol CO和2 mol H₂，最后達(dá)到平衡狀態(tài)和向Ⅱ中加入2 mol CO和4 mol H₂的平衡狀態(tài)相同，據(jù)此計(jì)算．

解答 解：A．圖象分析可知，CO（g）+2H₂（g）?CH₃OH（g），反應(yīng)中CO轉(zhuǎn)化率隨溫度升高減小，說明升溫平衡逆向進(jìn)行，逆反應(yīng)為吸熱反應(yīng)，正反應(yīng)為放熱反應(yīng)，△H＜0，故A錯(cuò)誤；
B．依據(jù)化學(xué)平衡三行計(jì)算列式計(jì)算M點(diǎn)平衡濃度，CO轉(zhuǎn)化率為60%，
                          CO（g）+2H₂（g）?CH₃OH（g）
起始量（mol/L）   2             4               0
變化量（mol/L） 1.2           2.4            1.2
平衡量（mol/L） 0.8           1.6            1.2
計(jì)算平衡常數(shù)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，平衡常數(shù)隨溫度變化，M、N點(diǎn)溫度相同化學(xué)平衡常數(shù)相同，故B正確；
C．L、M兩點(diǎn)是不同溫度下的平衡，壓強(qiáng)和氣體物質(zhì)的量成正比，CO轉(zhuǎn)化率為60%，
              CO（g）+2H₂（g）?CH₃OH（g）
起始量（mol）  1        2        0
變化量（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
變化量（mol） 1.2      2.4       1.2
平衡量（mol） 0.8      1.6       1.2
所以L、M兩點(diǎn)容器內(nèi)壓強(qiáng)之比等于氣體物質(zhì)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），但溫度升高，M點(diǎn)壓強(qiáng)增大，P（M）＞2P（L），故C正確；
D．N點(diǎn)平衡體系中再加入1 mol CH₃OH，相當(dāng)于Ⅰ中再加入1molmol CO和2 mol H₂，最后達(dá)到平衡狀態(tài)和向Ⅱ中加入2 mol CO和4 mol H₂的平衡狀態(tài)相同，甲醇最后平衡狀態(tài)為1.2mol，CO轉(zhuǎn)化率60%，則相當(dāng)于逆向進(jìn)行甲醇分解率為40%，加入1mol甲醇增大壓強(qiáng)平衡正向進(jìn)行，則分解率小于40%，分解的甲醇小于0.4 mol，故D正確；
故選BCD．

點(diǎn)評(píng) 本題考查了化學(xué)平衡影響因素、平衡常數(shù)的計(jì)算，注意圖象的理解應(yīng)用，平衡常數(shù)隨溫度變化，不隨濃度變化，題目難度中等．