Question

15．在一定條件下CO（g）和H₂（g）發(fā)生反應：CO（g）+2H₂（g）?CH₃OH（g）．在容積固定且均為1L的a、b、c三個密閉容器中分別充入1mol CO（g）和2mol H₂（g），三個容器的反應溫度分別為T₁、T₂、T₃（依次升高）且恒定不變，測得反應均進行到5min時CH₃OH（g）的濃度如圖所示．下列說法正確的是（　�。�

• A． a容器中，0～5min內平均反應速率ν（H₂）=0.04mol/（L．min）
• B． 反應均進行到5min時，三個容器中一定達到化學平衡狀態(tài)的是b
• C． 當三個容器內的反應都達到化學平衡時，CO轉化率最大的是a
• D． 保持溫度和容積不變，若開始時向b容器中充入0.6mol CO（g）、1.2mol H₂（g）和0.4mol CH₃OH（g），則反應開始時ν_正（H₂）＜ν（逆）

Answer 1

分析 A．根據(jù)v=$\frac{△c}{△t}$計算v（CH₃OH），再根據(jù)速率之比等于化學計量數(shù)之比計算v（H₂）；
B．未到達平衡前，升高溫度甲醇的含量增大，溫度a＜b＜c，而甲醇的濃度b＞a＞c，則a未到達平衡，c處于平衡狀態(tài)，而5min時，b容器中甲醇的含量不一定最高，不一定是平衡狀態(tài)；
C．到達平衡后再升高溫度，甲醇的濃度降低，平衡向逆反應方向移動；
D．開始時向b容器中充入0.6mol CO（g）、1.2mol H₂（g）和0.4mol CH₃OH（g），轉化到左邊可以得到1mol CO（g）和2mol H₂（g），則與原b容器中平衡為完全等效平衡，到達平衡時甲醇的濃度相等，由圖可知平衡時甲醇的濃度大于0.4mol/L，而開始通入的甲醇濃度為0.4mol/L，可知反應向正反應進行．

解答 解：A．a(chǎn)容器中，0～5min內v（CH₃OH）=$\frac{0.4mol/L}{5min}$=0.08mol/（L．min），速率之比等于化學計量數(shù)之比，則v（H₂）=2v（CH₃OH）=0.16mol/（L．min），故A錯誤；
B．未到達平衡前，升高溫度甲醇的含量增大，溫度a＜b＜c，而甲醇的濃度b＞a＞c，則a未到達平衡，c處于平衡狀態(tài)，而5min時，b容器中甲醇的含量不一定最高，不一定是平衡狀態(tài)，三個容器中一定達到化學平衡狀態(tài)的是c，故B錯誤；
C．到達平衡后再升高溫度，甲醇的濃度降低，平衡向逆反應方向移動，甲醇轉化率減小，故轉化率為a＞b＞c，故C正確；
D．開始時向b容器中充入0.6mol CO（g）、1.2mol H₂（g）和0.4mol CH₃OH（g），轉化到左邊可以得到1mol CO（g）和2mol H₂（g），則與原b容器中平衡為完全等效平衡，到達平衡時甲醇的濃度相等，由圖可知平衡時甲醇的濃度大于0.4mol/L，而開始通入的甲醇濃度為0.4mol/L，可知反應向正反應進行，則：則反應開始時ν_正（H₂）＞ν（逆），故D錯誤，
故選：C．

點評 本題考查化學平衡計算與影響因素、反應速率計算、等效平衡等，關鍵是根據(jù)甲醇的濃度判斷c處于平衡狀態(tài)與反應熱效應，D中注意利用等效平衡判斷反應進行方向，難度中等．