Question

18．工業上可用CO₂生產甲醇，反應為：CO₂（g）+3H₂（g）?CH₃OH（g）+H₂O（g）．將6molCO₂和8mol H₂充入2L的密閉容器中，測得H₂的物質的量隨時間變化如圖實線所示．圖中虛線表示僅改變某一反應條件時，H₂物質的量隨時間的變化．下列說法正確的是（　　）

• A． 若曲線I對應的條件改變是升高溫度，則該反應△H＞0
• B． 曲線II對應的條件改變是降低壓強
• C． 反應開始至a點時v（H₂）=1mol•L^-1•min^-1
• D． 保持溫度不變，若將平衡后的容器體積縮小至1L，重新達平衡時則2 mol•L^-1＜c（CH₃OH）＜$\frac{8}{3}$mol•L^-1

Answer 1

分析 A．若曲線I對應的條件改變是升高溫度，升高溫度平衡向吸熱方向移動，升高溫度后氫氣的物質的量增大，平衡逆向移動；
B．減小壓強化學反應速率降低，反應達到平衡的時間延長，平衡向氣體體積增大的方向移動；
C．v（H₂）=$\frac{\frac{△n}{V}}{△t}$；
D．體積縮小為原來的一半，若平衡不發生移動，計算c（CH₃OH），結合可逆反應的特點進行判斷．

解答 解：A．若曲線I對應的條件改變是升高溫度，升高溫度平衡向吸熱方向移動，升高溫度后氫氣的物質的量增大，平衡逆向移動，則正反應是放熱反應，△H＜0，故A錯誤；
B．減小壓強化學反應速率降低，反應達到平衡的時間延長，平衡向氣體體積增大的方向移動，即逆反應方向移動，氫氣的物質的量增大，故B錯誤；
C．v（H₂）=$\frac{\frac{△n}{V}}{△t}$=$\frac{\frac{8-6}{2}}{1}$mol•L^-1•min^-1=1mol•L^-1•min^-1，故C正確；
D．體積不變時，c（CH₃OH）=$\frac{1}{3}$△c（H₂）=$\frac{1}{3}$×$\frac{8-2}{2}$mol/L=1mol•L^-1，體積縮小為原來的一半，若平衡不發生移動時，c（CH₃OH）=2mol•L^-1，由于壓強變大，化學平衡向正反應方向移動，故c（CH₃OH）＞2mol•L^-1，可逆反應反應物不能完全轉化，即平衡時H₂物質的量不為零，可知c（CH₃OH）＜$\frac{1}{3}$×$\frac{8mol}{1L}$=$\frac{8}{3}$mol/L，即2 mol•L^-1＜c（CH₃OH）＜$\frac{8}{3}$mol•L^-1，故D正確；
故選CD．

點評 本題考查化學平衡計算及外界條件對化學平衡影響，為高頻考點，側重考查學生圖象分析及計算能力，難點是D中等效平衡構建，題目難度中等．