问题详情:
恒温恒容条件,在密闭容器中等物质的量通入CO2和H2,反应CO2+3H2⇌CH3OH+H2O(g)。下列描述能说明已经达到平衡状态的是( )
A. 容器内CO2的体积分数不再变化
B. 当CO2和H2转化率的比值不再变化
C. 单位时间内断裂3NA个O-H键,同时断裂3NA个H-H键
D. 容器内混合气体的平均相对分子质量为34.5,且保持不变
【回答】
C
【解析】
*醇的沸点比水低,水为气态,则*醇必为气态,设CO2和H2起始物质的量为3mol,到达平衡时二氧化碳转换的物质的量为x,则:
,据此分析解答。
【详解】A.CO2的体积分数==,即无论反应是否平衡,容器内CO2的体积分数均不变化,故容器内CO2的体积分数不再变化不能说明反应已平衡,A错误;
B.CO2和H2转化率的比值==,即无论反应是否平衡,CO2和H2转化率的比值均不变,故当CO2和H2转化率的比值不再变化,不能说明已平衡,B错误;
C.单位时间内断裂3NA个O-H键,同时断裂3NA个H-H键,则v逆(H2)=v正(H2),说明反应已平衡,C正确;
D.设平均相对分子质量为M,还没开始反应时,M==23,假设反应彻底向右进行,n(CO2):n(H2)=3:3>1:3,*气反应完,3-3x=0,x=1,M==34.5,因为该反应为可逆反应,23<M<34.5,混合气体的平均相对分子质量不可能为34.5,D错误。
*选C。
【点睛】CO2和H2反应计量数之比为1:3,结合二者起始物质的量相等,直接假设二者的物质的量为3,计算量会比较小,计算起来比较容易。
知识点:化学平衡
题型:选择题