Question

13．合成氨的原料氣H₂可通過反應CO（g）+H₂O（g）?CO₂ （g）+H₂（g） 獲�。�
（1）T℃時，向容積固定為5L的容器中充入1mol水蒸氣和1mol CO，反應達平衡后，測得CO的濃度為0.08mol•L^-1，則平衡時CO的轉化率為60%．
（2）保持溫度仍為T℃，改變水蒸氣和CO的初始物質的量之比，充入固定容器中進行反應，下列描述
能夠說明體系處于平衡狀態(tài)的是cd（填序號）．
a．容器內壓強不隨時間改變                        b．混合氣體的密度不隨時間改變
c．單位時間內生成a mol CO₂的同時消耗a mol H₂
d．混合氣中n （CO）：n （H₂O）：n （CO₂）：n （H₂）=1：16：6：6．

Answer 1

分析 （1）反應達平衡后，測得CO的濃度為0.08mol•L^-1，則
        CO（g）+H₂O（g）?CO₂ （g）+H₂（g）
開始  0.2           0.2              0               0
轉化  0.12         0.12            0.12          0.12
平衡 0.08         0.08             0.12          0.12
轉化率=$\frac{轉化的量}{開始的量}$×100%；
（2）結合平衡的特征“等、定”及衍生的物理量判定平衡狀態(tài)，以此來解答．

解答 解：（1）反應達平衡后，測得CO的濃度為0.08mol•L^-1，則
        CO（g）+H₂O（g）?CO₂ （g）+H₂（g）
開始  0.2           0.2              0               0
轉化  0.12         0.12            0.12          0.12
平衡 0.08         0.08             0.12          0.12
則平衡時CO的轉化率為$\frac{0.12}{0.2}$×100%=60%，
故答案為：60%；
（2）a．該反應為氣體物質的量不變的反應，則壓強始終不變，容器內壓強不隨時間改變，不能判定平衡，故不選；                        
b．混合氣體質量守恒，反應前后氣體體積不變，反應過程中和平衡狀態(tài)下，混合氣體的密度不隨時間改變，不能說明反應達到平衡狀態(tài)，故b不選；
c．單位時間內生成amolCO₂的同時消耗amolH₂，說明二氧化碳或氫氣的正逆反應速率相同，說明反應達到平衡狀態(tài)，故c選；
d．混合氣中n（CO）：n（H₂O）：n（CO₂）：n（H₂）=1：16：6：6，Qc=$\frac{6×6}{1×16}$=2.25=K=$\frac{0.12×0.12}{0.08×0.08}$，說明反應達到平衡狀態(tài)，故d選；
故答案為：cd．

點評 本題考查化學平衡的計算，為高頻考點，把握平衡三段法、轉化率計算、平衡判定為解答的關鍵，側重分析與計算能力的考查，注意平衡判定的方法，題目難度不大．