Question

在密閉容器中，將1.0mol CO與1.0mol H₂O混合加熱到800℃，發(fā)生下列反應：CO（g）+H₂O（g）?CO₂（g）+H₂（g）．一段時間后該反應達到平衡，測得CO的物質(zhì)的量為0.5mol．則下列說法正確的是（　�。�

• A、800℃下，該反應的化學平衡常數(shù)為0.25
• B、427℃時該反應的平衡常數(shù)為9.4，則該反應的△H＞0
• C、800℃下，若繼續(xù)向該平衡體系中通入1.0 mol的CO（g），則平衡時CO物質(zhì)的量分數(shù)為33.3%
• D、800℃下，若繼續(xù)向該平衡體系中通入1.0 mol的H₂O（g），則平衡時CO轉(zhuǎn)化率為66.7%

Answer 1

考點：化學平衡的計算

專題：化學平衡專題

分析：A、根據(jù)CO的物質(zhì)的量，利用三段式計算平衡時各組分的物質(zhì)的量，由于反應前后氣體的體積不變，各物質(zhì)的系數(shù)為1，故可以用物質(zhì)的量代替濃度代入平衡常數(shù)表達式計算；
B、結(jié)合A中的平衡常數(shù)，判斷降低溫度平衡的移動方向，據(jù)此判斷反應熱效應；
C、800℃下，若繼續(xù)向該平衡體系中通入1.0 mol的CO（g），等效為開始加入2.0mol CO與1.0mol H₂O，令平衡時參加反應的CO的物質(zhì)的量為bmol，利用三段式表示出平衡時各組分的物質(zhì)的量，代入平衡常數(shù)列方程計算b的值，再根據(jù)轉(zhuǎn)化率定義計算．
D、800℃下，若繼續(xù)向該平衡體系中通入1.0 mol的H₂O（g），等效為開始加入1.0mol CO與2.0mol H₂O，令平衡時參加反應的CO的物質(zhì)的量為amol，利用三段式表示出平衡時各組分的物質(zhì)的量，代入平衡常數(shù)列方程計算a的值，再根據(jù)轉(zhuǎn)化率定義計算；

解答： 解：A、平衡時CO的物質(zhì)的量為0.5mol，則：
            CO（g）+H₂O（g）?CO₂（g）+H₂（g）
開始（mol）：1        1       0        0
變化（mol）：0.5      0.5     0.5      0.5
平衡（mol）：0.5      0.5     0.5      0.5
故該溫度下平衡常數(shù)k=

0.5×0.5

0.5×0.5

=1，故A錯誤；
B、427℃時該反應的平衡常數(shù)為9.4，大于800℃時的平衡常數(shù)1，故降低溫度平衡向正反應進行，該反應正反應是放熱反應，即△H＜0，故B錯誤；
C、800℃下，若繼續(xù)向該平衡體系中通入1.0 mol的CO（g），等效為開始加入2.0mol CO與1.0mol H₂O，令平衡時參加反應的CO的物質(zhì)的量為bmol，則：
            CO（g）+H₂O（g）?CO₂（g）+H₂（g）
開始（mol）：2        1        0        0
變化（mol）：b        b        b        b
平衡（mol）：2-b      1-b      b        b
所以

b×b

(2-b)(1-b)

=1，解得b=

2

3

，故CO的質(zhì)量分數(shù)=

2-b

3

×100%=

2- 2 3

3

×100%=44.4%，故C錯誤；
D、800℃下，若繼續(xù)向該平衡體系中通入1.0 mol的H₂O（g），等效為開始加入1.0mol CO與2.0mol H₂O，令平衡時參加反應的CO的物質(zhì)的量為amol，則：
            CO（g）+H₂O（g）?CO₂（g）+H₂（g）
開始（mol）：1        2        0        0
變化（mol）：a        a        a        a
平衡（mol）：1-a      2-a      a        a
所以

a×a

(1-a)(2-a)

=1，解得a=

2

3

，故CO的轉(zhuǎn)化率為

2 3 mol

1mol

×100%=66.7%，故D正確；
故選D．

點評：本題考查化學平衡常數(shù)的有關(guān)計算，難度中等，注意化學平衡常數(shù)的用途：1、判斷反應進行的程度，2、判斷反應的熱效應，3、判斷反應進行的方向，4、計算轉(zhuǎn)化率．