Question

9．CO和H₂在一定條件下合成甲醇的反應(yīng)為：CO（g）+2H₂（g）?CH₃OH（g）△H₁．現(xiàn)在容積均為1L的a、b、c、d、e五個(gè)密閉容器中分別充入1mol CO和2mol H₂的混合氣體，控制溫度，進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，測(cè)得相關(guān)數(shù)據(jù)如圖（圖1：溫度分別為300℃、500℃的密閉容器中，甲醇的物質(zhì)的量；圖2：溫度分別為T₁～T₅的密閉容器中，反應(yīng)均進(jìn)行到5min時(shí)甲醇的體積分?jǐn)?shù)）．下列敘述正確的是（　�。�

• A． 該反應(yīng)的△H₁＞0，且K₁＞K₂
• B． 將容器c中的平衡狀態(tài)轉(zhuǎn)變到容器d中的平衡狀態(tài)，可采取的措施有升溫或加壓
• C． 300℃時(shí)，向平衡后的容器中再充入0.8 mol CO，0.6 mol H₂，0.2 mol CH₃OH，平衡正向移動(dòng)
• D． 500℃時(shí)，向平衡后的容器中再充入1 mol CH₃OH，重新平衡后，H₂濃度和百分含量均增大

Answer 1

分析 A．根據(jù)圖1升判斷出溫度對(duì)平衡的影響，從圖象可以看出，升高溫度，甲醇的物質(zhì)的量減少，說(shuō)明正反應(yīng)是放熱反應(yīng)；根據(jù)正反應(yīng)是放熱反應(yīng)，溫度降低，平衡正向移動(dòng)，平衡常數(shù)增大；
B．從平衡狀態(tài)c轉(zhuǎn)到d，甲醇含量下降，說(shuō)明平衡逆向移動(dòng)，可以采用減小壓強(qiáng)的措施，根據(jù)平衡狀態(tài)的判斷標(biāo)志作判斷；
C．利用三段式進(jìn)行計(jì)算；根據(jù)平衡常數(shù)的定義計(jì)算；300℃時(shí)，依據(jù)化學(xué)平衡三行計(jì)算得到平衡濃度，計(jì)算得到此溫度下的平衡常數(shù)，向平衡后的容器中再充入0.8 mol CO，0.6 mol H₂，0.2 mol CH₃OH，計(jì)算濃度商和平衡常數(shù)比較判斷反應(yīng)進(jìn)行的方向；
D.500℃時(shí)，向平衡后的容器中再充入1 mol CH₃OH，相當(dāng)于增大容器中壓強(qiáng)，平衡正向進(jìn)行．

解答 解：A．圖1可以看出，甲醇的物質(zhì)的量為0.6mol的曲線溫度大，說(shuō)明升高溫度，甲醇的物質(zhì)的量減少，即平衡逆向移動(dòng)，說(shuō)明正反應(yīng)是放熱反應(yīng)，所以△H₁＜0；因正反應(yīng)是放熱反應(yīng)，溫度降低，平衡正向移動(dòng)，平衡常數(shù)增大，所以說(shuō)低溫時(shí)平衡常數(shù)大，K₁＞K₂，故A錯(cuò)誤；
B．從平衡狀態(tài)c轉(zhuǎn)到d，甲醇含量下降，說(shuō)明平衡逆向移動(dòng)，可以采用減小壓強(qiáng)的措施，或升溫平衡逆向進(jìn)行的措施，故B錯(cuò)誤；
C．利用三段式進(jìn)行計(jì)算；根據(jù)平衡常數(shù)的定義計(jì)算，平衡狀態(tài)下甲醇物質(zhì)的量為0.8mol，
                         CO（g）+2H₂（g）?CH₃OH（g）
起始量（mol/L） 1            2                 0
變化量（mol/L） 0.8        1.6               0.8
平衡量（mol/L）0.2          0.4               0.8
K=$\frac{0.8}{0.2×0．{4}^{2}}$=25
300℃時(shí)，向平衡后的容器中再充入0.8 mol CO，0.6 mol H₂，0.2 mol CH₃OH，濃度商Qc=$\frac{0.8+0.2}{（0.8+0.2）（0.4+0.6）^{2}}$=1＜K，平衡正向移動(dòng)，故C正確；
D.500℃時(shí)，向平衡后的容器中再充入1 mol CH₃OH，相當(dāng)于增大容器中壓強(qiáng)，平衡正向進(jìn)行，重新平衡后，H₂濃度增大，但百分含量減小，故D錯(cuò)誤；
故選C．

點(diǎn)評(píng) 本題考查了物質(zhì)的量隨時(shí)間變化的曲線，題目難度中等，注意掌握溫度、壓強(qiáng)等因素對(duì)化學(xué)平衡的影響，正確分析圖象中曲線變化為解答關(guān)鍵，試題培養(yǎng)了學(xué)生靈活應(yīng)用基礎(chǔ)知識(shí)的能力．