Question

【題目】利用CO2重整CH4制合成氣的反應為CO2(g)+CH4(g)2CO(g)+2H2(g)；ΔH>0。在容積均為2.0 L的四個恒容密閉容器中，按不同方式投料(如下表所示)，測得反應的相關數(shù)據(jù)如下：

容器	溫度/℃	物質的起始物質的量/mol				物質的平衡物質的量/mol
		n(CO2)	n(CH4)	n(CO)	n(H2)	n(H2)
Ⅰ	T1	0	0.8	0.8	0.8	0.6
Ⅱ	T1	1.2	1.2	1.2	1.2	/
Ⅲ	T2	1.0	2.0	0	0	1.0
Ⅳ	T2	0.5	1.0	0	0	/

下列說法正確的是(　　)

A. T1>T2

B. 容器Ⅱ起始時的反應速率：v(正)>v(逆)

C. 容器Ⅰ、Ⅲ達到平衡時，容器內(nèi)氣體總壓強之比：p(Ⅰ)∶p(Ⅲ) ＝11∶20

D. 容器Ⅲ中CO2的平衡轉化率比容器Ⅳ中的小

Answer 1

【答案】AD

【解析】

A.反應CO2(g)+CH4(g)2CO(g)+2H2(g)，在2L容器內(nèi)進行，計算KI

T1n(開始)mol 0 0.8 0.8 0.8

n(變化)mol 0.1 0.1 0.2 0.2

n(平衡)mol 0.1 0.9 0.6 0.6

化學平衡常數(shù)K1==0.36，

反應 CO2(g)+CH4(g)2CO(g)+2H2(g)，在2L容器內(nèi)進行，計算KII

T2n(開始)mol 1.0 2.0 0 0

n(變化)mol 0.5 0.5 1.0 1.0

n(平衡)mol 0.5 1.5 1.0 1.0

化學平衡常數(shù)KII==0.33，K1>K2，由于該反應的正反應為吸熱反應，根據(jù)平衡移動原理，升高溫度，平衡向吸熱的正反應方向移動，因此溫度T1>T2，A正確；

B.對于容器Ⅱ，Qc==0.36=K1，說明反應處于平衡狀態(tài)，所以v(正)=v(逆)，B錯誤；

C.對于容器I，平衡時總物質的量n(總)=0.1mol+0.9mol+0.6mol+0.6mol=2.2mol；對于容器III，平衡時總物質的量n(總)=0.5mol+1.5mol+1.0mol+1.0mol=4.0mol，容器內(nèi)氣體的物質的量的比n(I)：n(III)=2.2:4.0=11∶20，盡管反應容器的容積不變，但由于反應I、III反應溫度不同，所以不能根據(jù)物質的量的比判斷容器內(nèi)氣體的壓強之比，C錯誤；

D.根據(jù)選項A分析可知容器III中CO2的轉化率為(0.5÷1.0)×100%=50%；對于容器IV，反應溫度與III相同，由于氣體的物質的量減小，導致容器內(nèi)氣體壓強減小，根據(jù)平衡移動原理，減小壓強，平衡向氣體體積擴大的正反應方向移動，使反應物CO2的轉化率增大，因此容器Ⅲ中CO2的平衡轉化率比容器Ⅳ中的小，D正確；

故合理選項是AD。