Question

3．在密閉容器中，1molH₂與1molCO發生反應：CO（g）+2H₂（g）?CH₃OH（g），△H＜0，反應達到平衡時，改變溫度（T）和壓強（P），反應混合物中甲醇的物質的量分數變化情況如圖所示，下列說法正確的是（　　）

• A． P₁＜P₂＜P₃＜P₄
• B． T₁＜T₂＜T₃＜T₄
• C． T₄和P₁狀態下，H₂的平衡轉化率為8/9
• D． 甲醇的物質的量分數越小，反應的平衡常數越小

Answer 1

分析 A、增大壓強，平衡正向移動，結合圖象判斷甲醇的物質的量分數變化情況判斷壓強大小；
B、溫度升高，平衡向著吸熱方向進行，反之向著放熱方向進行；
C、根據轉化率等于變化量和初始量的比值，列出三段式進行計算即可；
D、△H＜0，升高溫度，平衡逆向移動．

解答 解：A、增大壓強，平衡正向移動，則反應混合物中甲醇（CH₃OH）的物質的量分數逐漸增大，即P₁＞P₂＞P₃＞P₄，故A錯誤；
B、CO（g）+2H₂（g）?CH₃OH（g），△H＜0，此反應為放熱反應，故升高溫度，甲醇的含量減小，故T₁＞T₂＞T₃＞T₄，故B錯誤；
C、T₄、P₁時，甲醇的物質的量分數是0.4，設消耗氫氣的物質的量是2x，
       2H₂（g）十CO（g）≒CH₃OH（g）
初始量：1        1         0         
變化量：2x        x         x          
平衡量：1-2x     1-x        x         
$\frac{x}{1-2x+1-x+x}$=0.4，解得x=$\frac{4}{9}$，所以H₂的平衡轉化率為$\frac{\frac{4}{9}×2}{1}$×100%=$\frac{8}{9}$，故C正確；
D、平衡常數只受溫度的影響，△H＜0，升高溫度，平衡逆向移動，甲醇的物質的量分數減小，反應的平衡常數減小，但甲醇的物質的量分數的高低和反應的平衡常數之間沒有關系，故D錯誤；
故選C．

點評 本題考查學生化學平衡的影響因素以及化學平衡的計算知識，屬于綜合知識的考查，難度不大．