Question

【题目】在三个容积相同的恒容密闭容器中，起始时按表中相应的量加入物质，在相同温度下发生反应CH4(g)+ H2O(g) CO(g) + 3H2(g)(不发生其他反应)，CH4的平衡转化率与温度、压强的关系如图所示。

容器	起始物质的量/mol				CH4的平衡 转化率
	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	/

下列说法错误的是

A. 该反应的H＞0，图中压强P1>P2

B. 起始时，容器Ⅱ中v(CH4)正＜v(CH4)逆

C. 达到平衡时，容器Ⅰ、Ⅱ中CO的物质的量满足：n(CO)Ⅱ< 2n(CO)Ⅰ

D. 达到平衡时，容器Ⅱ、Ⅲ中气体的总压强之比PⅡ∶PⅢ = 4∶5

Answer 1

【答案】AD

【解析】

A、根据图像，随着温度的升高，CH4的转化率增大，根据勒夏特列原理，正反应方向为吸热反应，即△H>0，在相同温度下，增大压强，该反应平衡向逆反应方向进行，CH4的转化率降低，因此P1<P2，故A错误；

B、 CH4(g)+ H2O(g) CO(g) + 3H2(g)

起始： 0.1 0.1 0 0

变化： 0.05 0.05 0.05 0.15

平衡： 0.05 0.05 0.05 0.15 假设容器的体积为1L，依据化学平衡常数的定义，该反应的化学平衡常数K=0.0675，容器II中的浓度商为0.33×0.1/(0.1×0.1)=0.27>0.0675，说明反应向逆反应方向进行，即v(CH4)正＜v(CH4)逆，故B正确；

C、将II中物质全部转化成反应物，CH4和H2O的物质的量都是0.2mol，II可以看作在I基础上，再通入0.1molCH4和0.1molH2O，再通入0.1molCH4和0.1molH2O，相当于增大压强，假设平衡不移动，此时n＇(CO)=2n(CO)I，但增大压强，平衡向逆反应方向移动，因此n(CO)>n＇(CO)，即n(CO)Ⅱ< 2n(CO)Ⅰ，故C正确；

D、将II中数值，全部转化成CO和H2O，与III的数值相比较，III比II多0.1molH2O，根据选项B分析，II和III反应都向逆反应方向进行，令II中消耗CO的物质的量为xmol，III中消耗CO的物质的量为ymol，达到平衡后有(0.6－2x)/(0.7－2y)=4/5，10x－8y=0.2，当x=y=0.1时，II容器中气体总物质的量为0.4mol，III容器中气体总物质的量为0.5mol，也就是CO和H2O全部转化成CH4和H2O时，才会出现压强之比等于4：5，但该反应为可逆反应，不可能全部转化，故D错误；