Question

在1L的密閉容器中，充入1mol CO和1mol H₂O （g），于850℃時進行化學(xué)反應(yīng)：CO（g）+H₂O（g）?CO₂（g）+H₂（g）△H＜0，達平衡時，有50%的CO轉(zhuǎn)化為CO₂．在相同溫度下，將1mol CO和4mol H₂O（g）充入同樣的容器中，記錄0～8分鐘內(nèi)測得容器內(nèi)各物質(zhì)的物質(zhì)的量如下表．t分鐘時為改變條件后達平衡時所測得的數(shù)據(jù)．下列說法正確的是（　　）

時間/min	n（CO）/mol	n（H2O）/mol	n（CO2）/mol	n（H2）/mol
0	1	4	0	0
4	0.25	3.25	0.75	0.75
6	n1	n2	n3	n4
8	n1	n2	n3	n4
t	0.15	3.15	0.85	0.85

• A、前4min，用CO表示的化學(xué)反應(yīng)速率為v（CO）=0.25mol/（L?min）
• B、反應(yīng)在第4min時處于化學(xué)平衡狀態(tài)
• C、8分鐘時，混合氣體中CO₂的體積分數(shù)為16%
• D、t分鐘時，反應(yīng)所處的溫度高于850℃

Answer 1

分析：CO（g）+H₂O （g）?CO₂（g）+H₂（g）
起始（mol/L）：1         1                 0        0
轉(zhuǎn)化（mol/L）：0.5       0.5               0.5      0.5
平衡（mol/L）：0.5       0.5               0.5      0.5
K=

0.5×0.5

0.5×0.5

=1，
在相同溫度下，將1molCO和4molH₂O （g）充入同樣的容器中，設(shè)平衡時轉(zhuǎn)化了xmolCO，
                CO（g）+H₂O（g）?CO₂（g）+H₂（g）
起始（mol/L）：1       4         0        0
4min時：0.25     3.25      0.75     0.75
平衡轉(zhuǎn)化（mol/L）：x     x          x       x
平衡（mol/L）：1-x     4-x         x        x
則4min時濃度商Q=

0.75×0.75

0.25×3.25

=0.69＜1，說明還沒有達到平衡狀態(tài)，平衡時：

x2

(1-x)(4-x)

=1，x=0.8，對于放熱反應(yīng)，溫度越高，則平衡常數(shù)越�。�

解答：解：A．前4min，用CO表示的化學(xué)反應(yīng)速率為v（CO）=

1mol-0.25mol 1L

4min

=0.1875/（L?min），故A錯誤；
B．           CO（g）+H₂O （g）?CO₂（g）+H₂（g）
起始（mol/L）：1       1          0        0
轉(zhuǎn)化（mol/L）：0.5     0.5       0.5      0.5
平衡（mol/L）：0.5     0.5       0.5      0.5
K=

0.5×0.5

0.5×0.5

=1，
在相同溫度下，將1molCO和4molH₂O （g）充入同樣的容器中，設(shè)平衡時轉(zhuǎn)化了xmolCO，
                CO（g）+H₂O （g）?CO₂（g）+H₂（g）
起始（mol/L）：1       4              0        0
4min時：0.25    3.25           0.75     0.75
平衡轉(zhuǎn)化（mol/L）：x       x             x        x
平衡（mol/L）：1-x    4-x             x        x
則4min時濃度商Q=

0.75×0.75

0.25×3.25

=0.69＜1，說明還沒有達到平衡狀態(tài)，
故B錯誤；
C．由表中數(shù)據(jù)可知6min和8min時各物質(zhì)的物質(zhì)的量不變，說明達到平衡狀態(tài)，由B選項計算可知平衡時：

x2

(1-x)(4-x)

=1，x=0.8，反應(yīng)前后氣體的體積不變，則8分鐘時，混合氣體中CO₂的體積分數(shù)為

0.8

5

×100%=16%，故C正確；
D．在8min時，CO（g）、H₂O （g）、CO₂（g）、H₂（g）的平衡物質(zhì)的量濃度分別是0.2、3.2、0.8、0.8，t分鐘時，其濃度分別是0.15、3.15、0.85、0.85，此溫度下的K=

0.85×0.85

0.15×3.15

=1.53＞1，該反應(yīng)是放熱的，所以此時的溫度低于850℃，故D錯誤．
故選C．

點評：本題考查化學(xué)平衡的計算，題目難度中等，注意利用三段式法計算較為直觀，計算平衡常數(shù)為解答該題的關(guān)鍵．