Question

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

• A． 該反應的△H＜0，且p₁＜p₂＜p₃
• B． 在C點時，H₂轉化率為75%
• C． 反應速率：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，達平衡時CH₃OH的體積分數(shù)增大

Answer 1

分析 A．由圖可知，升高溫度，平衡逆向移動，說明該反應的△H＜0，同溫度下，增大壓強，平衡正向移動，CH₃OH的體積分數(shù)增大；
B．設向密閉容器充入了1molCO和2molH₂，利用三段法進行數(shù)據(jù)分析計算；
C．溫度升高、增大壓強均使該反應的化學反應速率加快；
D．在恒溫恒壓條件下向密閉容器中充入不同量的CH₃OH，達平衡時CH₃OH的體積分數(shù)都相同．

解答 解：A．由圖可知，升高溫度，CH₃OH的體積分數(shù)減小，平衡逆向移動，則該反應的△H＜0，300℃時，增大壓強，平衡正向移動，CH₃OH的體積分數(shù)增大，所以p₁＞p₂＞p₃，故A錯誤；
B．設向密閉容器充入了1molCO和2molH₂，CO的轉化率為x，則
         CO（g）+2H₂（g）═CH₃OH（g）
起始     1        2          0
變化     x        2x         x
結束    1-x      2-2x        x
在C點時，CH₃OH的體積分數(shù)=$\frac{x}{1-x+2-2x+x}$=0.5，解得x=0.75，故B正確；
C．B點對應的溫度和壓強均大于A點，溫度升高、增大壓強均使該反應的化學反應速率加快，因此ν_逆（狀態(tài)A）＜ν_逆（狀態(tài)B），故C錯誤；
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，達平衡時CH₃OH的體積分數(shù)都相同，故D錯誤．
故選B．

點評 本題考查了圖象和化學平衡的關系，為高頻考點，重在培養(yǎng)學生圖象與化學平衡理論的相互關系，注意把握圖象曲線的變化特點以及外界體積對平衡移動的影響，難度中等．