Question

3．一定温度下，在3个体积均为1.0L的恒容密闭容器中反应2H₂（g）+CO（g）?CH₃OH（g）达到平衡，已知Ⅰ中的反应经过40min后达到平衡，则下列说法正确的是（　　）

容器	温度/k	物质的起始浓度/mol•L-1			CH3OH的平衡浓度/mol•L-1
		c（H2）	c（CO）	c（CH3OH）
Ⅰ	400	0.20	0.10	0	0.080
Ⅱ	400	0.40	0.20	0
Ⅲ	500	0	0	0.10	0.025

• A． Ⅰ中反应在0-40min内的平均速率为v（H₂）=0.0020mol•L^-1•min^-1
• B． 达到平衡时，容器Ⅰ中反应物转化率比容器Ⅱ中的大
• C． 三个溶液中反应的平衡常数关系为Ⅱ=Ⅰ＞Ⅲ
• D． 若起始时向容器Ⅰ中充入0.020molH₂、0.010molCO和0.010molCH₃OH，则反应处于平衡状态

Answer 1

分析 对比Ⅰ、Ⅲ，如温度相同，0.1mol/L的CH₃OH相当于0.20mol/L的H₂和0.1mol/L的CO，为等效平衡，但Ⅲ温度较高，平衡时CH₃OH较低，说明升高温度平衡逆向移动，正反应为放热反应，对比Ⅰ、Ⅱ，在相同温度下反应，但Ⅱ浓度较大，由方程式可知，增大浓度，平衡正向移动，以此解答该题．

解答 解：A．Ⅰ中反应在0-40min内v（CH₃OH）=$\frac{0.080mol/L}{40min}$=0.0020mol•L^-1•min^-1，则v（H₂）=0.0040mol•L^-1•min^-1，故A错误；
B．对比Ⅰ、Ⅱ，在相同温度下反应，但Ⅱ浓度较大，由方程式2H₂（g）+CO（g）?CH₃OH（g）可知，增大浓度，平衡正向移动，该反应正向为体积减小的反应，增大浓度转化率会增大，则容器Ⅰ中反应物转化率比容器Ⅱ中的小，故B错误；
C．由以上分析可知，正反应为放热反应，则升高温度，平衡常数减小，Ⅱ=Ⅰ＞Ⅲ，故C正确；
D．由Ⅰ可知K=$\frac{0.08}{0.1{2}^{2}×0.02}$=277.8，若起始时向容器Ⅰ中充入0.020molH₂、0.010molCO和0.010molCH₃OH，则Qc=$\frac{0.010}{0.02{0}^{2}×0.010}$=2500，没有达到平衡状态，故D错误．
故选C．

点评 本题考查了化学平衡的有关计算、化学反应速率的影响，涉及等效平衡问题，侧重于学生的分析能力的考查，题目难度中等，但易错，答题时注意把握反应的特点以及平衡的影响因素．