Question

【題目】將CO2轉化為甲醇的原理為CO2(g)+3H2(g)CH3OH(g)+H2O(g) ΔH <0。500 ℃時，在體積為1 L 的固定容積的密閉容器中充入1mol CO2、3mol H2，測得CO2濃度與CH3OH 濃度隨時間的變化如圖所示，從中得出的結論錯誤的是( )

A. 曲線X可以表示CH3OH(g)或H2O(g)的濃度變化

B. 從反應開始到10min時，H2的反應速率υ(H2)=0.225 mol/(L·min)

C. 500 ℃時該反應的平衡常數K=3

D. 平衡時H2 的轉化率為75%

Answer 1

【答案】C

【解析】A、隨反應進行X的濃度增大，X表示生成物，由方程式可知CH3OH（g）、H2O（g）的濃度變化相等，曲線X可以表示CH3OH（g） 或H2O（g） 的濃度變化，選項A正確；B、Y的起始濃度為1mol/L，故Y表示二氧化碳，平衡時二氧化碳的濃度為0.25mol/L，故v（CO2）==0.075mol/（L﹒min），速率之比等于化學計量數之比，故v（H2）=3v（CO2）=3×0.075mol/（L﹒min）=0.225mol/（L﹒min），選項B正確；C、平衡時二氧化碳的濃度為0.25mol/L，則：

CO2（g）+3H2（g） CH3OH（g）+H2O（g），

開始（mol/L）： 1 3 0 0

變化（mol/L）： 0.75 2.25 0.75 0.75

平衡（mol/L）： 0.25 0.75 0.75 0.75

故平衡常數k==5.33，選項C錯誤；D、平衡時二氧化碳的濃度為0.25mol/L，二氧化碳的濃度變化量為1mol/L-0.25mol/L=0.75mol/L，由方程式可知氫氣的濃度變化為3×0.75mol/L=2.25mol/L，氫氣的轉化率=×100%=75%，選項D正確。答案選D。