Question

3．在20L恒容密閉容器中，按物質的量之比為1：2充入CO和H₂發生：CO（g）+2H₂（g）?CH₃OH（g）△H=akJ/mol．測得CO的轉化率隨溫度及不同壓強的變化如圖所示：n（H₂）在P₂及195℃時隨時間變化如表所示

t/min	0	1	3	5
n（H2）/mol	8	5	4	4

下列說法正確的是（　　）

• A． P₁＞P₂，a＜0
• B． 在P₂及195℃時，反應前3min的平均速率v（CH₃OH）=0.08mol/（L•min）
• C． 在P₂及195℃時，該反應的平衡常數為25（mol/L）^-2
• D． 在B點時，v_正＞v_逆

Answer 1

分析 根據化學反應速率和平衡常數的定義進行計算，根據影響化學平衡的因素進行判斷得出正確結論．升高溫度，化學反應速率加快，平衡向著吸熱的方向移動；增大壓強，化學反應速率加快，平衡向著氣體體積減小的方向移動．

解答 解：A．P₁時，升高溫度，CO轉化率減小，平衡逆向移動，故正反應為放熱反應，△H＜0；該反應是氣體體積減小的反應，增大壓強平衡正向移動，195℃時，CO轉化率P₂大于P₁，壓強從P₁變到P₂后平衡正向移動，因此P₁到P₂為增大壓強，P₁＜P₂，故A錯誤；
B.0～3 min，n（H₂）=8-4=4mol，故n（CH₃OH）=4÷2=2mol，v（CH₃OH）=$\frac{\frac{2}{20}}{3}$mol•L^-1•min^-1=0.033mol•L^-1•min^-1，故B錯誤；
C．由表中信息可知，起始時：c（H₂）=$\frac{8mol}{20L}$=0.4mol/L，c（CO）=$\frac{1}{2}$c（H₂）=0.2mol/L；平衡時：c（H₂）=$\frac{4mol}{20L}$=0.2mol/L； 
                       CO（g）+2H₂（g）?CH₃OH（g）
起始濃度（mol/L） 0.2     0.4           0
轉化濃度（mol/L） 0.1     0.2           0.1
平衡濃度（mol/L） 0.1     0.2          0.1
K=$\frac{c（CH{\;}_{3}OH）}{c（CO）•{c}^{2}（H{\;}_{2}）}$=$\frac{0.1}{0.2×0.2×0.1}$=25L²•mol^-2，故C正確；
D．根據表中數據知，平衡時氫氣轉化率為50%，當可逆反應中初始反應物物質的量之比等于其計量數之比時，其反應物轉化率相等，所以該溫度和壓強下CO的轉化率為50%，根據圖知，A點是平衡狀態，B點轉化率大于A點，該反應在該溫度和壓強下達到平衡狀態，應該向逆反應方向移動，所以B點v（正）＜v（逆），故D錯誤，
故選C．

點評 本題考查外界條件對化學反應速率和化學平衡的影響，化學反應速率和平衡常數的計算，為高考常見題型和高頻考點，側重于學生的分析、計算能量的考查，注意把握圖象的分析和理解，難度中等．