Question

1．在一恒温恒容密闭容器中充入1mol CO₂和3mol H₂，一定条件下发生反应：CO₂（g）+3H₂（g）?CH₃OH（g）+H₂O（g）△H=-49.0kJ/mol
测得CO₂（g）和CH₃OH（g）的浓度随时间变化如图所示．下列说法正确的是（　　）

• A． 反应进行到3 min时，该反应达到平衡状态
• B． 从反应开始到平衡，CO₂的转化率为25%
• C． 第3 min时，氢气的平均反应速率为1.5mol/（L•min）
• D． 该温度下，反应的平衡常数的值为$\frac{16}{3}$

Answer 1

分析 A、化学反应达到平衡状态时，正逆反应速率相等；
B、从反应开始到平衡，CO₂的转化率等于变化量和初始量的比值；
C、计算第3 min二氧化碳的平均反应速率，结合物质表示的速率之比等于系数之比来计算氢气的平均反应速率；
D、计算平衡时氢气、水的浓度，再根据K=$\frac{c（C{H}_{3}OH）×c（{H}_{2}O）}{c（C{O}_{2}）×{c}^{3}（{H}_{2}）}$计算平衡常数．

解答 解：A、反应进行到3 min时，各物质的浓度仍在变化，该反应正逆反应不速率相等，没有达到平衡状态，故A错误；
B、平衡时甲醇为0.75mol/L、二氧化碳为0.25mol/L，则：
                          CO₂（g）+3H₂（g）?CH₃OH（g）+H₂O（g）
起始浓度（mol/L）：1           3              0                   0
变化浓度（mol/L）：0.75      2.25         0.75             0.75
平衡浓度（mol/L）：0.25       0.75        0.75             0.75
从反应开始到平衡，CO₂的转化率=$\frac{0.75mol/L}{1mol/L}×100%$=75%，故B错误；
C、第3 min二氧化碳的平均反应速率v=$\frac{1mol/L-0.5mol/L}{3min}$=$\frac{0.5}{3}$mol/（L•min），各个物质表示的速率之比等于系数之比来，所以氢气的平均反应速率是0.5mol/（L•min），故C错误；
D、平衡时甲醇为0.75mol/L、二氧化碳为0.25mol/L，则：
                               CO₂（g）+3H₂（g）?CH₃OH（g）+H₂O（g）
起始浓度（mol/L）：1              3                     0                 0
变化浓度（mol/L）：0.75         2.25              0.75              0.75
平衡浓度（mol/L）：0.25           0.75            0.75               0.75
K=$\frac{c（C{H}_{3}OH）×c（{H}_{2}O）}{c（C{O}_{2}）×{c}^{3}（{H}_{2}）}$=$\frac{0.75×0.75}{0.25×0.7{5}^{3}}$=$\frac{16}{3}$，故D正确．
故选D．

点评 本题考查化学平衡计算与影响因素、化学反应速率、平衡常数等，难度不大，侧重考查分析计算能力、读图获取信息能力．