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(yīng)：CO（g）+H₂O（g）?CO₂（g）+H₂（g），一段時(shí)間后該反應(yīng)達(dá)到平衡，測(cè)得CO的物質(zhì)的量為0.5mol．則下列說(shuō)法正確的是（　�。�

A．800℃下，該反應(yīng)的化學(xué)平衡常數(shù)為0.25

B．427℃時(shí)該反應(yīng)的平衡常數(shù)為9.4，則該反應(yīng)的△H＜0

C．同溫下，若繼續(xù)向該平衡體系中通入1.0 mol的H₂O（g），則平衡時(shí)CO轉(zhuǎn)化率為66.7%

D．同溫下，若繼續(xù)向該平衡體系中通入1.0 mol的CO（g），則平衡時(shí)CO物質(zhì)的量分?jǐn)?shù)為33.3%

Answer 1

分析：A、根據(jù)CO的物質(zhì)的量，利用三段式計(jì)算平衡時(shí)各組分的物質(zhì)的量，由于反應(yīng)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(dá)式計(jì)算；
B、結(jié)合A中的平衡常數(shù)，判斷降低溫度平衡的移動(dòng)方向，據(jù)此判斷反應(yīng)熱效應(yīng)；
C、同溫下，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(shí)參加反應(yīng)的CO的物質(zhì)的量為amol，利用三段式表示出平衡時(shí)各組分的物質(zhì)的量，代入平衡常數(shù)列方程計(jì)算a的值，再根據(jù)轉(zhuǎn)化率定義計(jì)算；
D、同溫下，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(shí)參加反應(yīng)的CO的物質(zhì)的量為bmol，利用三段式表示出平衡時(shí)各組分的物質(zhì)的量，代入平衡常數(shù)列方程計(jì)算b的值，再根據(jù)轉(zhuǎn)化率定義計(jì)算．

解答：解：A、平衡時(shí)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(cuò)誤；
B、427℃時(shí)該反應(yīng)的平衡常數(shù)為9.4，大于800℃時(shí)的平衡常數(shù)1，故降低溫度平衡向正反應(yīng)進(jìn)行，該反應(yīng)正反應(yīng)是放熱反應(yīng)，即△H＜0，故B正確；
C、同溫下，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(shí)參加反應(yīng)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C正確；
D、同溫下，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(shí)參加反應(yīng)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的轉(zhuǎn)化率為

2 3 mol

1mol

×100%=66.7%，故D錯(cuò)誤；
故選BC．

點(diǎn)評(píng)：本題考查化學(xué)平衡常數(shù)的有關(guān)計(jì)算，難度中等，注意化學(xué)平衡常數(shù)的用途：1、判斷反應(yīng)進(jìn)行的程度，2、判斷反應(yīng)的熱效應(yīng)，3、判斷反應(yīng)進(jìn)行的方向，4、計(jì)算轉(zhuǎn)化率．