Question

5．在2L恒容密閉容器中充入3mol CO氣體、3mol H₂，發生反應：3CO（g）+3H₂（g）═CH₃OCH₃（g）+CO₂（g）．CO的平衡轉化率（α）與溫度、壓強的關系如圖所示：（　　）

• A． p₁＞p₂＞p₃
• B． 若斷裂碳氫鍵、氫氫鍵的速率相等，則該反應為平衡狀態
• C． 已知從反應開始到平衡點A需要時間10min．在0～10分鐘內的平均速率v（H₂）=0.18mol/（L•min）
• D． A點的平衡常數K_p=$\frac{1}{64}$（K_p是用平衡時各組分的分壓代替其濃度的平衡常數．組分分壓=混合氣體總壓強X該組分的物質的量分數）

Answer 1

分析 A、反應是氣體體積減小的反應，同溫度下一氧化碳轉化率越大說明壓強越大；
B、反應達到平衡狀態的標志是正逆反應速率相同，各組分含量保持不變，原則是變量不變；
C、A點一氧化碳轉化率為6%，
               3CO（g）+3H₂（g）═CH₃OCH₃（g）+CO₂（g），
起始量（mol）  3       3          0          0
變化量（mol） 3×0.6    3×0.6    0.6       0.6
平衡量（mol）  1.2    1.2        0.6        0.6
根據v（H₂）=$\frac{△c}{△t}$計算；
D、設起始量分別為1.5mol/L，依據轉化率計算平衡物質的量濃度，K_P是用平衡時各組分分壓替代濃度的平衡常數，物質分壓=混合氣體總壓強×該物質的物質的量分數，計算得到．

解答 解：A、3CO（g）+3H₂（g）═CH₃OCH₃（g）+CO₂（g），可知正反應為氣體體積減小的反應，所以增大壓強，平衡正向移動，一氧化碳的轉化率提高，因此壓強關系是：p₁＜p₂＜p₃；故A錯誤；
B、C-H鍵，H-H鍵的數量不同，斷裂C-H鍵，H-H鍵速率相等，不能說明正逆反應速率相同，反應達到平衡狀態，故B錯誤；
C、A點一氧化碳轉化率為6%，
               3CO（g）+3H₂（g）═CH₃OCH₃（g）+CO₂（g），
起始量（mol）  3       3          0          0
變化量（mol） 3×0.6    3×0.6    0.6       0.6
平衡量（mol）  1.2    1.2        0.6       0.6
所以在0～10分鐘內的平均速率v（H₂）=$\frac{△c}{△t}$=$\frac{\frac{1.8}{2}}{10}$=0.09mol/（L•min），故C錯誤；
D、A點一氧化碳轉化率為6%，則起始量分別為$\frac{3}{2}$=1.5mol/L，依據轉化率計算平衡物質的量濃度
               3CO（g）+3H₂（g）═CH₃OCH₃（g）+CO₂（g），
起始量（mol/L）  1.5       1.5          0          0
變化量（mol/L） 1.5×0.6    1.5×0.6      0.3       0.3
平衡量（mol/L）   0.6       0.6       0.3          0.3
v（CO）%=v（H₂）%=$\frac{0.6}{0.6+0.6+0.3+0.3}$=$\frac{1}{3}$
V（CH₃OCH₃）%=V（CO₂）%=$\frac{0.3}{0.6+0.6+0.3+0.3}$=$\frac{1}{6}$
分壓為p（CO）=p（H₂）=$\frac{1}{3}$p（總）=$\frac{1}{3}$×6=2，p（CH₃OCH₃）=p（CO₂）=$\frac{1}{6}$p（總）=$\frac{1}{6}$×6=1，Kp=$\frac{P（CH{\;}_{3}OCH{\;}_{3}）P（CO{\;}_{2}）}{P（CO）{\;}^{3}P（H{\;}_{2}）{\;}^{3}}$=$\frac{1×1}{2{\;}^{3}×2{\;}^{3}}$=$\frac{1}{64}$，故D正確；
故選：D．

點評 本題考查了化學平衡的分析判斷，平衡計算的理解應用，影響平衡因素和平衡移動原理是解題關鍵，題目難度中等．