Question

1．在一恒溫恒容密閉容器中充入1mol CO₂和3mol H₂，一定條件下發生反應：CO₂（g）+3H₂（g）?CH₃OH（g）+H₂O（g）△H=-49.0kJ/mol
測得CO₂（g）和CH₃OH（g）的濃度隨時間變化如圖所示．下列說法正確的是（　　）

• A． 反應進行到3 min時，該反應達到平衡狀態
• B． 從反應開始到平衡，CO₂的轉化率為25%
• C． 第3 min時，氫氣的平均反應速率為1.5mol/（L•min）
• D． 該溫度下，反應的平衡常數的值為$\frac{16}{3}$

Answer 1

分析 A、化學反應達到平衡狀態時，正逆反應速率相等；
B、從反應開始到平衡，CO₂的轉化率等于變化量和初始量的比值；
C、計算第3 min二氧化碳的平均反應速率，結合物質表示的速率之比等于系數之比來計算氫氣的平均反應速率；
D、計算平衡時氫氣、水的濃度，再根據K=$\frac{c（C{H}_{3}OH）×c（{H}_{2}O）}{c（C{O}_{2}）×{c}^{3}（{H}_{2}）}$計算平衡常數．

解答 解：A、反應進行到3 min時，各物質的濃度仍在變化，該反應正逆反應不速率相等，沒有達到平衡狀態，故A錯誤；
B、平衡時甲醇為0.75mol/L、二氧化碳為0.25mol/L，則：
                          CO₂（g）+3H₂（g）?CH₃OH（g）+H₂O（g）
起始濃度（mol/L）：1           3              0                   0
變化濃度（mol/L）：0.75      2.25         0.75             0.75
平衡濃度（mol/L）：0.25       0.75        0.75             0.75
從反應開始到平衡，CO₂的轉化率=$\frac{0.75mol/L}{1mol/L}×100%$=75%，故B錯誤；
C、第3 min二氧化碳的平均反應速率v=$\frac{1mol/L-0.5mol/L}{3min}$=$\frac{0.5}{3}$mol/（L•min），各個物質表示的速率之比等于系數之比來，所以氫氣的平均反應速率是0.5mol/（L•min），故C錯誤；
D、平衡時甲醇為0.75mol/L、二氧化碳為0.25mol/L，則：
                               CO₂（g）+3H₂（g）?CH₃OH（g）+H₂O（g）
起始濃度（mol/L）：1              3                     0                 0
變化濃度（mol/L）：0.75         2.25              0.75              0.75
平衡濃度（mol/L）：0.25           0.75            0.75               0.75
K=$\frac{c（C{H}_{3}OH）×c（{H}_{2}O）}{c（C{O}_{2}）×{c}^{3}（{H}_{2}）}$=$\frac{0.75×0.75}{0.25×0.7{5}^{3}}$=$\frac{16}{3}$，故D正確．
故選D．

點評 本題考查化學平衡計算與影響因素、化學反應速率、平衡常數等，難度不大，側重考查分析計算能力、讀圖獲取信息能力．