Question

12．在初始溫度為500℃、容積恒定為10L的三個密閉容器中，如圖充料發生反應：CO₂（g）+3H₂（g）?CH₃OH（g）十H₂O（g）△H=-25k/mol．已知乙達到平衡時氣體的壓強為開始時的0.55倍；乙、丙中初始反應方向不同，平衡后對應各組分的體積分數相等．下列分析正確的是（　　）

• A． 剛開始反應時速率：甲＞乙
• B． 平衡后反應放熱：甲＞乙
• C． 500℃下該反應平衡常數：K=3×10²
• D． 若a≠0，則0.9＜b＜l

Answer 1

分析 A、開始反應速率和各組分的濃度大小有關；
B、反應的熱效應和反應物中的轉化率以及產物的產量多少有關；
C、根據三行式結合K等于生成物平衡濃度系數次冪之積和反應物平衡濃度系數次冪之積的比值來計算反應的平衡常數；
D、乙、丙中初始反應方向不同，平衡后對應各組分的體積分數相等，此時二者建立的平衡是等效的，據此回答．

解答 解：A、剛開始反應時甲和乙中各組分的濃度相等，所以開始反應速率相等，故A錯誤；
B、甲是一個絕熱體系，隨著反應的進行，放出熱量，使得體系的溫度升高，所以平衡逆向移動，但是乙是恒溫體系，所以甲相當于在乙的基礎上逆向移動了，故平衡后反應放熱：甲＜乙，故B錯誤；
C、設二氧化碳的轉化量是xmol，CO₂（g）+3H₂（g）?CH₃OH（g）十H₂O（g）
              初始物質的量：1       3       0            0
                    變化量：x        3x      x            x
                    平衡量：1-x      3-3x     x           x
$\frac{1-x+3-3x+x+x}{4}$=0.55，解得：x=0.9，所以平衡常數K=$\frac{\frac{0.9}{10}×\frac{0.9}{10}}{\frac{1-0.9}{10}×（\frac{3-3×0.9}{10}）^{3}}$=3×10⁴，故C錯誤；
D、乙、丙中初始反應方向不同，平衡后對應各組分的體積分數相等，此時二者建立的平衡是等效的，根據C的計算，平衡時甲醇的物質的量是0.9mol，所以0.9＜b＜l，故D正確．
故選D．

點評 本題涉及化學平衡的建立以及影響反應速率的因素和等效平衡的有關知識，屬于綜合知識的考查，難度不大．