Question

13．工業(yè)上可用CO₂生產(chǎn)甲醇，反應(yīng)為：CO₂（g）+3H₂（g）?CH₃OH（g）+H₂O（g）．將6molCO₂和8mol H₂充入2L的密閉容器中，測(cè)得H₂的物質(zhì)的量隨時(shí)間變化如圖實(shí)線所示．圖中虛線表示僅改變某一反應(yīng)條件時(shí)，H₂物質(zhì)的量隨時(shí)間的變化．下列說(shuō)法正確的是（　�。�

• A． 反應(yīng)開始至a點(diǎn)時(shí)v（H₂）=2mol•L^-1•min^-1
• B． 若曲線I對(duì)應(yīng)的條件改變是升高溫度，則該反應(yīng)△H＞0
• C． 曲線II對(duì)應(yīng)的條件改變是降低壓強(qiáng)
• D． 保持溫度不變，若將平衡后的容器體積縮小至1L，重新達(dá)平衡時(shí)則2 mol•L^-1＜c（CH₃OH）＜8/3 mol•L^-1

Answer 1

分析 A．a(chǎn)點(diǎn)1min時(shí)，H₂物質(zhì)的量為6mol，物質(zhì)的量變化了8mol-6mol=2mol，密閉容器體積為2L，可計(jì)算a點(diǎn)時(shí)氫氣反應(yīng)速率；
B．曲線Ⅰ達(dá)平衡時(shí)，H₂物質(zhì)的量大于實(shí)線的物質(zhì)的量，可知升高溫度，使H₂物質(zhì)的量變化量減小，即升高溫度向逆反應(yīng)方向移動(dòng)，據(jù)此判斷熱效應(yīng)；
C．該反應(yīng)反應(yīng)前氣體體積大于反應(yīng)后氣體體積，降低壓強(qiáng)時(shí)，平衡向逆反應(yīng)方向移動(dòng)，則H₂物質(zhì)的量變化量減小，而曲線IIH₂物質(zhì)的量變化量大于實(shí)線，據(jù)此判斷；
D．體積縮小為原來(lái)的一半，若平衡不發(fā)生移動(dòng)，計(jì)算c（CH₃OH），結(jié)合可逆反應(yīng)的特點(diǎn)進(jìn)行判斷．

解答 解：A．a(chǎn)點(diǎn)1min時(shí)，H₂物質(zhì)的量為6mol，物質(zhì)的量變化了8mol-6mol=2mol，密閉容器體積為2L，計(jì)算a點(diǎn)時(shí)氫氣反應(yīng)速率v=$\frac{2mol}{2L•1min}$=1mol•L^-1•min^-1，故A錯(cuò)誤；
B．曲線Ⅰ達(dá)平衡時(shí)，H₂物質(zhì)的量大于實(shí)線的物質(zhì)的量，可知升高溫度，使H₂物質(zhì)的量變化量減小，即升高溫度向逆反應(yīng)方向移動(dòng)，則正反應(yīng)方向放熱，△H＜0，故B錯(cuò)誤；
C．該反應(yīng)反應(yīng)前氣體體積大于反應(yīng)后氣體體積，降低壓強(qiáng)時(shí)，平衡向逆反應(yīng)方向移動(dòng)，則H₂物質(zhì)的量變化量減小，而曲線IIH₂物質(zhì)的量變化量大于實(shí)線，所以曲線II的條件不是降低壓強(qiáng)，故C錯(cuò)誤；
D．體積不變時(shí)，c（CH₃OH）=$\frac{1}{3}$=1mol•L^-1，體積縮小為原來(lái)的一半，若平衡不發(fā)生移動(dòng)時(shí)，c（CH₃OH）=2mol•L^-1，由于壓強(qiáng)變大，化學(xué)平衡向正反應(yīng)方向移動(dòng)，故c（CH₃OH）＞2mol•L^-1，可逆反應(yīng)反應(yīng)物不能完全轉(zhuǎn)化，即平衡時(shí)H₂物質(zhì)的量不為零，可知c（CH₃OH）＜$\frac{1}{3}$×$\frac{8mol}{1L}$，即c（CH₃OH）＜$\frac{8}{3}$mol•L^-1，故D正確；
故選：D．

點(diǎn)評(píng) 本題考查化學(xué)平衡圖象、影響平衡的因素、平衡常數(shù)影響因素、化學(xué)反應(yīng)速率的計(jì)算等，難度不大，注意掌握平衡移動(dòng)原理，根據(jù)圖象判斷溫度對(duì)平衡移動(dòng)的影響．