Question

【題目】在三個容積相同的恒容密閉容器中，起始時按表中相應(yīng)的量加入物質(zhì)，在相同溫度下發(fā)生反應(yīng)CH4(g)+ H2O(g) CO(g) + 3H2(g)(不發(fā)生其他反應(yīng))，CH4的平衡轉(zhuǎn)化率與溫度、壓強(qiáng)的關(guān)系如圖所示。

容器	起始物質(zhì)的量/mol				CH4的平衡 轉(zhuǎn)化率
	CH4	H2O	CO	H2
Ⅰ	0.1	0.1	0	0	50%
Ⅱ	0.1	0.1	0.1	0.3	/
Ⅲ	0	0.1	0.2	0.6	/

下列說法錯誤的是

A. 該反應(yīng)的H＞0，圖中壓強(qiáng)P1>P2

B. 起始時，容器Ⅱ中v(CH4)正＜v(CH4)逆

C. 達(dá)到平衡時，容器Ⅰ、Ⅱ中CO的物質(zhì)的量滿足：n(CO)Ⅱ< 2n(CO)Ⅰ

D. 達(dá)到平衡時，容器Ⅱ、Ⅲ中氣體的總壓強(qiáng)之比PⅡ∶PⅢ = 4∶5

Answer 1

【答案】AD

【解析】

A、根據(jù)圖像，隨著溫度的升高，CH4的轉(zhuǎn)化率增大，根據(jù)勒夏特列原理，正反應(yīng)方向?yàn)槲鼰岱磻?yīng)，即△H>0，在相同溫度下，增大壓強(qiáng)，該反應(yīng)平衡向逆反應(yīng)方向進(jìn)行，CH4的轉(zhuǎn)化率降低，因此P1<P2，故A錯誤；

B、 CH4(g)+ H2O(g) CO(g) + 3H2(g)

起始： 0.1 0.1 0 0

變化： 0.05 0.05 0.05 0.15

平衡： 0.05 0.05 0.05 0.15 假設(shè)容器的體積為1L，依據(jù)化學(xué)平衡常數(shù)的定義，該反應(yīng)的化學(xué)平衡常數(shù)K=0.0675，容器II中的濃度商為0.33×0.1/(0.1×0.1)=0.27>0.0675，說明反應(yīng)向逆反應(yīng)方向進(jìn)行，即v(CH4)正＜v(CH4)逆，故B正確；

C、將II中物質(zhì)全部轉(zhuǎn)化成反應(yīng)物，CH4和H2O的物質(zhì)的量都是0.2mol，II可以看作在I基礎(chǔ)上，再通入0.1molCH4和0.1molH2O，再通入0.1molCH4和0.1molH2O，相當(dāng)于增大壓強(qiáng)，假設(shè)平衡不移動，此時n＇(CO)=2n(CO)I，但增大壓強(qiáng)，平衡向逆反應(yīng)方向移動，因此n(CO)>n＇(CO)，即n(CO)Ⅱ< 2n(CO)Ⅰ，故C正確；

D、將II中數(shù)值，全部轉(zhuǎn)化成CO和H2O，與III的數(shù)值相比較，III比II多0.1molH2O，根據(jù)選項(xiàng)B分析，II和III反應(yīng)都向逆反應(yīng)方向進(jìn)行，令II中消耗CO的物質(zhì)的量為xmol，III中消耗CO的物質(zhì)的量為ymol，達(dá)到平衡后有(0.6－2x)/(0.7－2y)=4/5，10x－8y=0.2，當(dāng)x=y=0.1時，II容器中氣體總物質(zhì)的量為0.4mol，III容器中氣體總物質(zhì)的量為0.5mol，也就是CO和H2O全部轉(zhuǎn)化成CH4和H2O時，才會出現(xiàn)壓強(qiáng)之比等于4：5，但該反應(yīng)為可逆反應(yīng)，不可能全部轉(zhuǎn)化，故D錯誤；