选择题6.0分
化学

11.在密闭容器中通入物质的量浓度均为0.1 mol·L-1的CH4与CO2,在一定条件下发生反应:CO2(g)+CH4(g)高温高压2CO(g)+2H2(g),测得CH4的平衡转化率与温度及压强的关系如图所示,下列有关说法一定正确的是  (  )

A

上述反应的ΔH>0

B

压强p1>p2>p3>p4

C

1100 ℃时该反应的平衡常数为64

D

压强为p4时,在Y点:v(正)

正确答案及相关解析

正确答案

A

解析

A.由图可知,压强一定时,温度越高甲烷的转化率越大,升高温度平衡向正反应进行,故正反应为吸热反应,即△H>0,故A正确;

B.由图可知,温度一定时,甲烷的转化率α(P1)>α(P2)>α(P3)>α(P4),该反应正反应是气体体积增大的反应,增大压强平衡向逆反应进行,甲烷的转化率降低,故压强P4>P3>P2>P1,故B错误;

C.由图可知,压强为P4、1100℃的条件下,达到平衡X点时甲烷的转化率为80%,甲烷的浓度变化量为0.1mol/L×80%=0.08mol/L,则:

                      CH4(g)+CO2(g)=2CO(g)+2H2(g),

开始(mol/L):0.1           0.1         0             0

变化(mol/L):0.08         0.08       0.16         0.16  

平衡(mol/L):0.02         0.02       0.16         0.16

故该温度下平衡常数=1.64,故C错误;

D.由图可知,压强为P4、1100℃的条件下,到达平衡X点时甲烷的转化率为80%,Y点甲烷的转化率小于80%,反应向正反应进行,故在Y点:v(正)>v(逆),故D错误;

故选A。

考查方向

转化率随温度、压强的变化曲线。

解题思路

A.由图可知,压强一定时,温度越高甲烷的转化率越大,升高温度平衡向正反应进行,据此判断;

B.由图可知,温度一定时,甲烷的转化率α(P1)>α(P2)>α(P3)>α(P4),据此结合方程式判断压强对平衡移动的影响进行解答;

C.由图可知,压强为P4、1100℃的条件下,到达平衡X点时甲烷的转化率为80%,据此计算甲烷的浓度变化量,利用三段式计算平衡时各组分的平衡浓度,代入平衡常数表达式计算该温度下的平衡常数;

D.由图可知,压强为P4、1100℃的条件下,到达平衡X点时甲烷的转化率为80%,Y点甲烷的转化率小于80%,反应向正反应进行,据此判断。

易错点

本题考查化学平衡图象、影响化学平衡的因素、化学平衡常数等,难度中等,注意利用“定一议二”原则分析解答。

知识点

烷烃及其命名