Question

16．在密闭容器中通入CH₄与CO₂，使其物质的量浓度均为0.1mol•L^-1，在一定条件下发生反应：CO₂（g）+CH₄（g）?2CO（g）+2H₂（g），测得平衡时CH₄的转化率与温度及压强的关系如图所示，下列有关说法一定正确的是（　　）

• A． 上述反应的△H＜0
• B． 压强P₁＜P₂＜P₃＜P₄
• C． 1100℃该反应的平衡常数为64
• D． 压强为P₄时，在Y点：v（正）＜v（逆）

Answer 1

分析 A．由图可知，压强一定时，温度越高甲烷的转化率越大，升高温度平衡向正反应进行，据此判断；
B．由图可知，温度一定时，甲烷的转化率α（P₁）＞α（P₂）＞α（P₃）＞α（P₄），据此结合方程式判断压强对平衡移动的影响进行解答；
C．由图可知，压强为P₄、1100℃的条件下，到达平衡X点时甲烷的转化率为80%，据此计算甲烷的浓度变化量，利用三段式计算平衡时各组分的平衡浓度，代入平衡常数表达式计算该温度下的平衡常数；
D．由图可知，压强为P₄、1100℃的条件下，到达平衡X点时甲烷的转化率为80%，Y点甲烷的转化率小于80%，反应向正反应进行，据此判断．

解答 解：A．由图可知，压强一定时，温度越高甲烷的转化率越大，升高温度平衡向正反应进行，故正反应为吸热反应，即△H＞0，故A错误；
B．由图可知，温度一定时，甲烷的转化率α（P₁）＞α（P₂）＞α（P₃）＞α（P₄），该反应正反应是气体体积增大的反应，增大压强平衡向逆反应进行，甲烷的转化率降低，故压强P₄＞P₃＞P₂＞P₁，故B正确；
C．由图可知，压强为P₄、1100℃的条件下，达到平衡X点时甲烷的转化率为80%，甲烷的浓度变化量为0.1mol/L×80%=0.08mol/L，则：
               CH₄（g）+CO₂（g）=2CO（g）+2H₂（g），
开始（mol/L）：0.1       0.1      0       0
变化（mol/L）：0.08       0.08    0.16     0.16
平衡（mol/L）：0.02       0.02    0.16     0.16
故该温度下平衡常数k=$\frac{0.16{\;}^{2}×0.16{\;}^{2}}{0.02×0.02}$=1.64，故C错误；
D．由图可知，压强为P₄、1100℃的条件下，到达平衡X点时甲烷的转化率为80%，Y点甲烷的转化率小于80%，反应向正反应进行，故在Y点：v（正）＞v（逆），故D错误；
故选B．

点评 本题考查化学平衡图象、影响化学平衡的因素、化学平衡常数等，难度中等，注意利用“定一议二”原则分析解答．