Question

16．密閉容器中充有10mol CO與20mol H₂，在催化劑作用下反應生成甲醇：CO（g）+2H₂（g）?CH₃OH（g）；CO的平衡轉化率（α）與溫度、壓強的關系如圖所示．下列說法正確的是（　　）

• A． A、B兩點表示在某時刻達到平衡狀態，此時A、B兩點時容器中，n（A）總：n（B）總=4：5
• B． 在A點時保持恒溫恒容，再向體系中充入少量He，重新達到平衡前v（正）＞v（逆）
• C． 若開始時向容器中充入1mol CO與2mol H₂，達到平衡（與A點相同溫度壓強）時，CO的 轉化率小于50%
• D． 在不改變反應物用量的情況下，降溫、加壓、將甲醇從混合體系中分離出來均可提高CO的轉化率

Answer 1

分析 A、根據CO轉化率計算參加反應的CO的物質的量，再根據方程式計算平衡時混合氣體總物質的量變化量，進而計算平衡時混合氣體總物質的量，據此解答；
B、根據化學平衡移動判斷；
C、在同溫同壓下，開始時向容器中充入1mol CO與2mol H₂，與A點為等效平衡；
D、正反應是氣體體積減小的反應，減壓平衡向逆反應方向移動．

解答 解：A．A點CO的轉化率為0.5，則參加反應的CO為10mol×0.5=5mol，則：
CO（g）+2H₂（g）?CH₃OH（g）氣體物質的量減少
1                              2
5mol                           10mol
故A點平衡時，混合氣體總的物質的量=10mol+20mol-10mol=20mol，
B點CO的轉化率為0.7，則參加反應的CO為10mol×0.7=7mol，則：
CO（g）+2H₂（g）?CH₃OH（g）氣體物質的量減少
1                              2
7mol                           14mol
故B點平衡時，混合氣體總的物質的量=10mol+20mol-14mol=16mol
故A、B兩點時容器內總氣體的物質的量之比n（A）：n（B）=20mol：16mol=5：4，故A錯誤；
B、向體系中充入少量He，化學平衡不移動，即v（正）=v（逆），故B錯誤；
C、在同溫同壓下，開始時向容器中充入1mol CO與2mol H₂，與A點充有10mol CO與20mol H₂為等效平衡，故CO的 轉化率等于50%，故C錯誤；
D、正反應是氣體體積減小的反應，加壓平衡向正反應方向移動，升高溫度平衡向逆反應方向移動，將甲醇從混合體系中分離出來均可使CO的轉化率升高，故D正確．
故選D．

點評 本題考查化學平衡圖象，涉及化學平衡影響因素及有關計算、反應速率影響因素、化學平衡常數等，難度中等，注意分析溫度、壓強對平衡的影響，由于正反應為氣體體積減小的反應，A選項中轉化率越大，平衡時混合氣體的物質的量越小，據此解答更為解答．