Question

14．利用CO和H₂在催化劑的作用下合成甲醇，反應(yīng)如下：CO（g）+2H₂（g）?CH₃OH（g）．在2L密閉容器中充入物質(zhì)的量之比為1：2的CO和H₂，在催化劑作用下充分反應(yīng)，測(cè)得平衡混合物中CH₃OH的體積分?jǐn)?shù)在不同壓強(qiáng)下隨溫度的變化如圖所示．下列說(shuō)法正確的是（　�。�

• A． 該反應(yīng)的△H＜0，且p₁＜p₂＜p₃
• B． 在C點(diǎn)時(shí)，H₂轉(zhuǎn)化率為75%
• C． 反應(yīng)速率：ν_逆（狀態(tài)A）＞ν_逆（狀態(tài)B）
• D． 在恒溫恒壓條件下，向該密閉容器中再充入1molCH₃OH，達(dá)平衡時(shí)CH₃OH的體積分?jǐn)?shù)增大

Answer 1

分析 A．由圖可知，升高溫度，平衡逆向移動(dòng)，說(shuō)明該反應(yīng)的△H＜0，同溫度下，增大壓強(qiáng)，平衡正向移動(dòng)，CH₃OH的體積分?jǐn)?shù)增大；
B．設(shè)向密閉容器充入了1molCO和2molH₂，利用三段法進(jìn)行數(shù)據(jù)分析計(jì)算；
C．溫度升高、增大壓強(qiáng)均使該反應(yīng)的化學(xué)反應(yīng)速率加快；
D．在恒溫恒壓條件下向密閉容器中充入不同量的CH₃OH，達(dá)平衡時(shí)CH₃OH的體積分?jǐn)?shù)都相同．

解答 解：A．由圖可知，升高溫度，CH₃OH的體積分?jǐn)?shù)減小，平衡逆向移動(dòng)，則該反應(yīng)的△H＜0，300℃時(shí)，增大壓強(qiáng)，平衡正向移動(dòng)，CH₃OH的體積分?jǐn)?shù)增大，所以p₁＞p₂＞p₃，故A錯(cuò)誤；
B．設(shè)向密閉容器充入了1molCO和2molH₂，CO的轉(zhuǎn)化率為x，則
         CO（g）+2H₂（g）═CH₃OH（g）
起始     1        2          0
變化     x        2x         x
結(jié)束    1-x      2-2x        x
在C點(diǎn)時(shí)，CH₃OH的體積分?jǐn)?shù)=$\frac{x}{1-x+2-2x+x}$=0.5，解得x=0.75，故B正確；
C．B點(diǎn)對(duì)應(yīng)的溫度和壓強(qiáng)均大于A點(diǎn)，溫度升高、增大壓強(qiáng)均使該反應(yīng)的化學(xué)反應(yīng)速率加快，因此ν_逆（狀態(tài)A）＜ν_逆（狀態(tài)B），故C錯(cuò)誤；
D．由等效平衡可知，在恒溫恒壓條件下向密閉容器中充入不同量的CH₃OH，達(dá)平衡時(shí)CH₃OH的體積分?jǐn)?shù)都相同，故D錯(cuò)誤．
故選B．

點(diǎn)評(píng) 本題考查了圖象和化學(xué)平衡的關(guān)系，為高頻考點(diǎn)，重在培養(yǎng)學(xué)生圖象與化學(xué)平衡理論的相互關(guān)系，注意把握?qǐng)D象曲線的變化特點(diǎn)以及外界體積對(duì)平衡移動(dòng)的影響，難度中等．