問題詳情:
恆温恆容條件,在密閉容器中等物質的量通入CO2和H2,反應CO2+3H2⇌CH3OH+H2O(g)。下列描述能説明已經達到平衡狀態的是( )
A. 容器內CO2的體積分數不再變化
B. 當CO2和H2轉化率的比值不再變化
C. 單位時間內斷裂3NA個O-H鍵,同時斷裂3NA個H-H鍵
D. 容器內混合氣體的平均相對分子質量為34.5,且保持不變
【回答】
C
【解析】
*醇的沸點比水低,水為氣態,則*醇必為氣態,設CO2和H2起始物質的量為3mol,到達平衡時二氧化碳轉換的物質的量為x,則:
,據此分析解答。
【詳解】A.CO2的體積分數==,即無論反應是否平衡,容器內CO2的體積分數均不變化,故容器內CO2的體積分數不再變化不能説明反應已平衡,A錯誤;
B.CO2和H2轉化率的比值==,即無論反應是否平衡,CO2和H2轉化率的比值均不變,故當CO2和H2轉化率的比值不再變化,不能説明已平衡,B錯誤;
C.單位時間內斷裂3NA個O-H鍵,同時斷裂3NA個H-H鍵,則v逆(H2)=v正(H2),説明反應已平衡,C正確;
D.設平均相對分子質量為M,還沒開始反應時,M==23,假設反應徹底向右進行,n(CO2):n(H2)=3:3>1:3,*氣反應完,3-3x=0,x=1,M==34.5,因為該反應為可逆反應,23<M<34.5,混合氣體的平均相對分子質量不可能為34.5,D錯誤。
*選C。
【點睛】CO2和H2反應計量數之比為1:3,結合二者起始物質的量相等,直接假設二者的物質的量為3,計算量會比較小,計算起來比較容易。
知識點:化學平衡
題型:選擇題