Question

【題目】某溫度下，H2(g)＋CO2(g) H2O(g)＋CO(g)的平衡常數(shù)K＝，該溫度下在甲、乙、丙、丁四個(gè)恒容密閉容器中，投入H2(g)和CO2(g)，其起始濃度如表所示：

起始濃度	甲	乙	丙	丁
c(H2)/mol·L-1	0.010	0.020	0.01	0.020
c(CO2)/mol·L-1	0.010	0.010	0.02	0.020

下列判斷不正確的是

A.平衡時(shí)，丙中CO2的轉(zhuǎn)化率小于60%

B.平衡時(shí)，甲中和丁中H2的轉(zhuǎn)化率均是60%

C.平衡時(shí)，乙中H2和丙中CO2的物質(zhì)的量濃度相同，均為0.014 mol·L-1

D.平衡時(shí)，乙中和丙中CO的體積分?jǐn)?shù)相同

Answer 1

【答案】C

【解析】

A. 設(shè)甲容器中平衡時(shí)二氧化碳轉(zhuǎn)化物質(zhì)的量濃度為xmol/L，可列出三段式：

H2(g)＋ CO2(g) H2O(g)＋CO(g)

起始(mol/L) 0.01 0.01

轉(zhuǎn)化(mol/L) x x x x

平衡(mol/L) 0.01-x 0.01-x x x

平衡常數(shù)為，解得：x=0.006，則甲中CO2的轉(zhuǎn)化率為，丙和甲對(duì)比，丙相當(dāng)于在甲的基礎(chǔ)上增加了CO2的量，當(dāng)增加一種反應(yīng)物的濃度時(shí)，可提高另一反應(yīng)物的轉(zhuǎn)化率，而本身轉(zhuǎn)化率降低，則丙中CO2的轉(zhuǎn)化率會(huì)減小，即小于60%，A項(xiàng)正確；

B. 甲容器中CO2的轉(zhuǎn)化率為60%，丁和甲對(duì)比，丁相當(dāng)于在甲的基礎(chǔ)上又同等程度增大了反應(yīng)物的用量，則丁的平衡狀態(tài)相當(dāng)于對(duì)甲進(jìn)行加壓，但是該反應(yīng)前后氣體體積不變，增大壓強(qiáng)，化學(xué)平衡不移動(dòng)，物質(zhì)的轉(zhuǎn)化率不變，所以平衡時(shí)，甲中和丁中H2的轉(zhuǎn)化率均是60%，B項(xiàng)正確；

C. 由于溫度相同，乙和丙容器中的平衡常數(shù)相等，都為K＝，

設(shè)乙容器中平衡時(shí)氫氣轉(zhuǎn)化物質(zhì)的量濃度為zmol/L，可列出三段式：

H2(g)＋ CO2(g) H2O(g)＋CO(g)

起始(mol/L) 0.02 0.01

轉(zhuǎn)化(mol/L) z z z z

平衡(mol/L) 0.02-z 0.01-z z z

平衡常數(shù)為K==

同理，可設(shè)丙容器中平衡時(shí)氫氣轉(zhuǎn)化物質(zhì)的量濃度為ymol/L，可列出三段式，

H2(g)＋ CO2(g) H2O(g)＋CO(g)

起始(mol/L) 0.01 0.02

轉(zhuǎn)化(mol/L) y y y y

平衡(mol/L) 0.01-y 0.02-y y y

平衡常數(shù)為，

以上兩個(gè)方程式中，解得z=y，則乙中H2和丙中CO2的物質(zhì)的量濃度相同；

由A項(xiàng)知，甲容器中充入0.01mol/L H2和0.01mol/LCO2，達(dá)到平衡狀態(tài)時(shí)，H2的濃度為0.004 mol/L，乙容器中充入0.02mol/L H2和0.01mol/LCO2，相當(dāng)于在甲容器平衡的基礎(chǔ)上，再充入0.01 mol/L H2，如果平衡不移動(dòng)，H2濃度為0.014 mol/L，但是充入H2，平衡正向移動(dòng)，因此重新平衡時(shí)H2濃度應(yīng)小于0.014 mol/L，則乙容器達(dá)到平衡時(shí)時(shí)H2濃度應(yīng)小于0.014 mol/L，同理分析丙容器，達(dá)到平衡時(shí)時(shí)CO2濃度應(yīng)小于0.014 mol/L；C項(xiàng)錯(cuò)誤；

D. 由C項(xiàng)分析可知，乙中和丙中達(dá)到平衡時(shí)CO物質(zhì)的量濃度相同，該反應(yīng)前后氣體物質(zhì)的量不變，則反應(yīng)后混合氣體的總物質(zhì)的量濃度均為0.03mol/L，則計(jì)算出乙中和丙中CO的體積分?jǐn)?shù)相同，D項(xiàng)正確；

答案選C。