Question

6．利用CO和H₂在催化剂的作用下合成甲醇，发生的反应如下：CO（g）+2H₂（g）═CH₃OH（g）．在体积一定的密闭容器中按物质的量之比1：2充入CO和H₂，测得平衡混合物中CH₃OH的体积分数在不同压强下随温度的变化如图所示．下列说法正确的是（　　）

• A． 该反应的△H＜0，且p₁＜p₂
• B． 反应速率：ν_逆（状态A）＞ν_逆（状态B）
• C． 在C点时，CO转化率为75%
• D． 在恒温恒压条件下向密闭容器中充入不同量的CH₃OH，达平衡时CH₃OH的体积分数也不同

Answer 1

分析 A．由图可知，升高温度，平衡逆向移动，说明该反应的△H＜0，同温度下，增大压强，平衡正向移动，CH₃OH的体积分数增大；
B．温度升高、增大压强均使该反应的化学反应速率加快；
C．设向密闭容器充入了1molCO和2molH₂，利用三段法进行数据分析计算．
D．在恒温恒压条件下向密闭容器中充入不同量的CH₃OH，达平衡时CH₃OH的体积分数都相同．

解答 解：A．由图可知，升高温度，CH₃OH的体积分数减小，平衡逆向移动，则该反应的△H＜0，300℃时，增大压强，平衡正向移动，CH₃OH的体积分数增大，所以p₁＞p₂，故A错误；
B．B点对应的温度和压强均大于A点，温度升高、增大压强均使该反应的化学反应速率加快，因此ν_逆（状态A）＜ν_逆（状态B），故B错误；
C．设向密闭容器充入了1molCO和2molH₂，CO的转化率为x，则
         CO（g）+2H₂（g）═CH₃OH（g）
起始     1        2          0
变化     x        2x         x
结束    1-x      2-2x        x
在C点时，CH₃OH的体积分数=$\frac{x}{1-x+2-2x+x}$=0.5，解得x=0.75，故C正确；
D．由等效平衡可知，在恒温恒压条件下向密闭容器中充入不同量的CH₃OH，达平衡时CH₃OH的体积分数都相同，故D错误；
故选C．

点评 本题考查了图象和化学平衡的关系，为高频考点，难度中等，重在培养学生图象与化学平衡理论的相互关系．