Question

一定温度下，向容积为2L的恒容密闭容器中充入6mol CO₂和8mol H₂，发生反应：CO₂（g）+3H₂（g）CH₃OH（g）+H₂O（g）△H=﹣49.0kJ•mol^﹣1，测得n（H₂）随时间变化如曲线Ⅰ所示．下列说法正确的是

A．该反应在0～8min内CO₂的平均反应速率是0.375mol•L^﹣1•min^﹣1

B．若起始时向上述容器中充入3molCO₂和4molH₂，则平衡时H₂的体积分数大于20%

C．若起始时向上述容器中充入4molCO₂、2molH₂、2molCH₃OH和1molH₂O（g），则此时反应向正反应方向进行

D．改变条件得到曲线Ⅱ、Ⅲ，则曲线Ⅱ、Ⅲ改变的条件分别是升高温度、充入氦气

Answer

BC

【解析】

试题分析：A．由图可知，0～8 min内H2的物质的量变化量为8mol-2mol=6mol，其浓度变化量为6mol÷2L＝3mol/L，故v（H2）=3mol/L÷8min=0.375 mol•L-1•min-1，速率之比等于其化学计量数之比，故v（CO2）=v（H2）/3=0.125 mol•L-1•min-1，A错误；B．由图可知，I平衡时氢气为2mol，则：

CO2（g）+3H2（g）CH3OH（g）+H2O（g）

起始量（mol）：6 8 0 0

转化量（mol）：2 6 2 2

平衡量（mol）：4 2 2 2

故I中平衡时氢气体积分数为×100%=20%，若起始时向上述容器中充入3 mol CO2和4 mol H2，等效为原平衡压强减小一倍，平衡向逆反应方向移动，氢气的体积分数增大，即平衡时H2的体积分数大于20%，B正确；C．平衡常数K===0.5，此时的浓度商Qc==0.25＜K=0.5，平衡向正反应方向移动，C正确；D．与Ⅰ相比，Ⅱ到达平衡时间短，且平衡时氢气浓度大，说明改变条件反应速率加快、反应向逆反应方向移动，若升高温度，反应速率加快，正反应为放热反应，平衡向逆反应方向移动，符合题意；与I相比，Ⅲ到达平衡时间短，且平衡时氢气浓度小，说明改变条件反应速率加快、反应向正反应方向移动，若充入氢气，氢气的物质的量应减少，而图中变大，不符合题意，D错误；答案选BC。

【考点定位】本题主要是考查物质的量随时间变化曲线、反应速率影响因素及计算、化学平衡影响因素与计算、平衡常数应用等

【名师点晴】该题综合性强，难度解答，侧重考查学生分析计算能力，解答时注意B中等效平衡的应用以及C中注意利用平衡常数判断反应进行方向。平衡常数的大小反映了化学反应可能进行的程度，K越大，说明反应可以进行得越完全。关于平衡常数需要注意：（1）表达式中各物质的浓度是平衡时的浓度，不是起始浓度也不是物质的量。（2）对于一个具体的可逆反应，平衡常数K只与温度（T）有关，与反应物或生成物的浓度无关。（3）正逆反应的化学平衡常数不一样，互为倒数关系。（4）反应物或生成物中有固体或纯液体存在时，由于其浓度看视为常数，是固定不变的，不能代入平衡常数表达式中。（5）化学平衡常数是指某一具体反应的平衡常数。若化学方程式中各物质的化学计量数等倍扩大或缩小，尽管是同一反应，平衡常数也会改变。（6）稀溶液中进行的反应，如有水参加，水的浓度不必写在平衡常数表达式中。