Question

9．700℃時，H₂（g）+CO₂（g）?H₂O（g）+CO（g）．該溫度下，在甲、乙、丙三個恒容密閉容器中，投入H₂和CO₂，起始濃度如下表所示．其中甲經(jīng)2min達平衡時，v（H₂O）為0.025mol/（L•min），下列判斷錯誤的是（　�。�

起始濃度	甲	乙	丙
c（H2）/mol/L	0.10	0.20	0.20
c（CO2）/mol/L	0.10	0.10	0.20

• A． 平衡時，乙中CO₂的轉(zhuǎn)化率等于50%
• B． 當(dāng)反應(yīng)平衡時，丙中c（CO₂）是甲中的2倍
• C． 溫度升至800℃，上述反應(yīng)平衡常數(shù)為25/16，則正反應(yīng)為吸熱反應(yīng)
• D． 其他條件不變，若起始時向容器乙中充入0.10mol/L H₂和0.20 mol/LCO₂，到達平衡時c （CO）與乙不同

Answer 1

分析 甲經(jīng)2min達平衡時，v（H₂O）為0.025mol/（L•min），故△c（H₂O）=0.025mol/（L•min）×2min=0.05mol/L，則：
            H₂（g）+CO₂（g）?H₂O（g）+CO（g）
開始（mol/L）：0.1    0.1      0        0
轉(zhuǎn)化（mol/L）：0.05   0.05     0.05     0.05
平衡（mol/L）：0.05   0.05     0.05     0.05
故該溫度下平衡常數(shù)K=$\frac{0.05×0.05}{0.05×0.05}$=1，各容器內(nèi)溫度相同，平衡常數(shù)均相同，
A．令乙中CO₂的濃度變化量為x，表示出平衡時各組分的物質(zhì)的量濃度，再結(jié)合平衡常數(shù)列方程計算解答；
B．反應(yīng)前后氣體的體積不變，恒溫恒容下，甲、丙兩容器內(nèi)起始濃度n（H₂）：n（CO₂）=1：1，甲、丙為等效平衡，平衡時二氧化碳的物質(zhì)的量分數(shù)相同；
C．溫度升至800℃，上述反應(yīng)平衡常數(shù)為$\frac{25}{16}$，大于700℃的平衡常數(shù)1，則升高溫度平衡向正反應(yīng)方向移動；
D．令平衡時CO的濃度為ymol/L，表示出平衡時各組分的濃度，再利用平衡常數(shù)列方程計算CO的平衡濃度，由A計算可知乙中平衡時CO的濃度．

解答 解：甲經(jīng)2min達平衡時，v（H₂O）為0.025mol/（L•min），故△c（H₂O）=0.025mol/（L•min）×2min=0.05mol/L，則：
            H₂（g）+CO₂（g）?H₂O（g）+CO（g）
開始（mol/L）：0.1    0.1       0       0
轉(zhuǎn)化（mol/L）：0.05   0.05      0.05    0.05
平衡（mol/L）：0.05   0.05      0.05    0.05
故該溫度下平衡常數(shù)K=$\frac{0.05×0.05}{0.05×0.05}$=1，
A．令乙中CO₂的濃度變化量為x，則：
            H₂（g）+CO₂（g）?H₂O（g）+CO（g）
開始（mol/L）：0.2    0.1      0        0
轉(zhuǎn)化（mol/L）：x      x        x        x
平衡（mol/L）：0.2-x  0.1-x    x        x
所以$\frac{x×x}{（0.2-x）×（0.1-x）}$=1，解得x=$\frac{1}{15}$，故二氧化碳的轉(zhuǎn)化率為$\frac{\frac{1}{15}mol/L}{0.1mol/L}$×100%=66.7%，故A錯誤；
B．反應(yīng)前后氣體的體積不變，恒溫恒容下，甲、丙兩容器內(nèi)起始濃度n（H₂）：n（CO₂）=1：1，甲、丙為等效平衡，平衡時二氧化碳的物質(zhì)的量分數(shù)相同，丙中總物質(zhì)的量為甲中的2倍，則反應(yīng)平衡時，丙中c（CO₂）是甲中的2倍，故B正確；
C．溫度升至800℃，上述反應(yīng)平衡常數(shù)為$\frac{25}{16}$，大于700℃的平衡常數(shù)1，則升高溫度平衡向正反應(yīng)方向移動，則正反應(yīng)為吸熱反應(yīng)，故C正確；
 D．令平衡時CO的濃度為ymol/L，則：
            H₂（g）+CO₂（g）?H₂O（g）+CO（g）
開始（mol/L）：0.1    0.2       0      0
轉(zhuǎn)化（mol/L）：y      y         y      y
平衡（mol/L）：0.1-y  0.2-y     y      y
則$\frac{y×y}{（0.1-y）×（0.2-y）}$=1，解得y=$\frac{1}{15}$，而乙平衡時CO的濃度$\frac{1}{15}$mol/L，故D錯誤，
故：AD．

點評 本題考查化學(xué)平衡計算、等效平衡、平衡常數(shù)應(yīng)用等，A選項可以等效為在甲中再增大0.10mol/L氫氣，平衡正向進行，二氧化碳轉(zhuǎn)化率比甲中的大，D中注意形成規(guī)律：若反應(yīng)物按物質(zhì)的量1：1反應(yīng)，反應(yīng)物的濃度（或物質(zhì)的量）相互交換，不影響生成物的量，難度中等．