Question

3．向密閉容器中充入物質的量濃度均為 0.1mol/L的CH₄和 CO₂，在一定條件下發(fā)生反應CH₄（g）+CO₂（g）?2CO（g）+2H₂（g），測得CH₄的平衡轉化率與溫度及壓強的關系如圖所示．下列說法不正確的是（　�。�

• A． 平衡時CO與H₂的物質的量比為1：1
• B． p₁、p₂、p₃、p₄由小到大的順序為p₁＜p₂＜p₃＜p₄
• C． 1100℃，p₄條件下，該反應10 min時達到平衡點X，則ν（CO₂）=0.008 mol•L^-1•min^-1
• D． 隨著溫度升高，該反應的平衡常數減小

Answer 1

分析 A．根據生成物CO與H₂的物質的量按1：1生成判斷；
B．由圖可知，溫度一定時，甲烷的轉化率α（P₁）＞α（P₂）＞α（P₃）＞α（P₄），據此結合方程式判斷壓強對平衡移動的影響進行解答；
C．由圖可知，壓強為P₄、1100℃的條件下，到達平衡X點時甲烷的轉化率為80%，據ν（CO₂）=$\frac{△c}{△t}$計算；
D．由圖可知，溫度越高，CH₄的平衡轉化率越大，說明升溫平衡向正反應方向移動，據此判斷．

解答 解：A．因為生成物CO與H₂的物質的量按1：1生成，所以平衡時CO與H₂的物質的量比為1：1，故A正確；
B．由圖可知，溫度一定時，甲烷的轉化率α（P₁）＞α（P₂）＞α（P₃）＞α（P₄），該反應正反應是氣體體積增大的反應，增大壓強平衡向逆反應進行，甲烷的轉化率降低，故壓強P₄＞P₃＞P₂＞P₁，故B正確；
C．由圖可知，壓強為P₄、1100℃的條件下，達到平衡X點時甲烷的轉化率為80%，甲烷的濃度變化量為0.1mol/L×80%=0.08mol/L，則：
               CH₄（g）+CO₂（g）=2CO（g）+2H₂（g），
開始（mol/L）：0.1      0.1      0        0
變化（mol/L）：0.08     0.08     0.16     0.16 
平衡（mol/L）：0.02     0.02     0.16     0.16
故ν（CO₂）=$\frac{△c}{△t}$=$\frac{0.08mol/L}{10min}$=0.008 mol•L^-1•min^-1，故C正確；
D．由圖可知，溫度越高，CH₄的平衡轉化率越大，說明升溫平衡向正反應方向移動，所以溫度升高，該反應的平衡常數增大，故D錯誤；
故選D．

點評 本題考查化學平衡圖象、影響化學平衡的因素、化學平衡常數等，難度中等，注意利用“定一議二”原則分析解答．