Question

16．已知：CO（g）+H₂O（g）?CO₂（g）+H₂（g）△H=-41kJ/mol相同溫度下，在體積相同的兩個(gè)恒溫密閉容器中，加入一定量的反應(yīng)物發(fā)生反應(yīng)．相關(guān)數(shù)據(jù)如下：下列說(shuō)法中，不正確的是（　�。�

容器編號(hào)	起始時(shí)各物質(zhì)物質(zhì)的量/mol				達(dá)平衡過(guò)程體系能量的變化
	CO	H2O	CO2	H2
①	1	4	0	0	放出熱量：32.8 kJ
②	0	0	1	4	熱量變化：Q

• A． 容器①中反應(yīng)達(dá)平衡時(shí)，CO的轉(zhuǎn)化率為80%
• B． 容器①中CO的轉(zhuǎn)化率等于容器②中CO₂的轉(zhuǎn)化率
• C． 容器①中CO反應(yīng)速率等于H₂O的反應(yīng)速率
• D． 平衡時(shí)，兩容器中CO₂的濃度相等

Answer 1

分析 A．根據(jù)放出的熱量計(jì)算參加反應(yīng)CO的物質(zhì)的量，進(jìn)而計(jì)算CO的轉(zhuǎn)化率；
B．容器①②溫度相同，同一可逆反應(yīng)正逆平衡常數(shù)互為倒數(shù)，根據(jù)容器①計(jì)算平衡常數(shù)，令容器②中CO₂的物質(zhì)的量變化量為amol，表示出平衡時(shí)各組分的物質(zhì)的量，反應(yīng)前后氣體的體積不變，利用物質(zhì)的量代替濃度代入平衡常數(shù)表達(dá)式計(jì)算a的值，進(jìn)而計(jì)算CO₂的轉(zhuǎn)化率，
C．速率之比等于化學(xué)計(jì)量數(shù)之比；
D．根據(jù)A、B的計(jì)算可知平衡時(shí)①、②中二氧化碳的物質(zhì)的量，容器體積相等，若物質(zhì)的量相等，則平衡時(shí)二氧化碳的濃度相等．

解答 解：A．平衡時(shí)放出的熱量為32.8 kJ，故參加反應(yīng)的CO的物質(zhì)的量$\frac{32.8kJ}{41kJ}$×1mol=0.8mol，CO的轉(zhuǎn)化率為$\frac{0.8mol}{1mol}$×100%=80%，故A正確；
B．容器①②溫度相同，平衡常數(shù)相同，根據(jù)容器①計(jì)算平衡常數(shù)，由A計(jì)算可知，平衡時(shí)CO的物質(zhì)的量變化量為0.8mol，則：
           CO（g）+H₂O（g）?CO₂（g）+H₂（g）
開(kāi)始（mol）：1      4        0       0
變化（mol）：0.8    0.8     0.8     0.8
平衡（mol）：0.2    3.2     0.8     0.8
故平衡常數(shù)k=$\frac{0.8×0.8}{0.2×3.2}$=1，
故容器②中的平衡常數(shù)為1，令容器②中CO₂的物質(zhì)的量變化量為amol，則：
           CO₂（g）+H₂（g）?CO（g）+H₂O（g）
開(kāi)始（mol）：1      4        0      0
變化（mol）：a      a        a      a
平衡（mol）：1-a    4-a      a      a
所以$\frac{a×a}{（1-a）（4-a）}$，解得a=0.8
CO₂的轉(zhuǎn)化率為$\frac{0.8mol}{1mol}$×100%=80%，故B正確；
C．速率之比等于化學(xué)計(jì)量數(shù)之比，故容器①中CO反應(yīng)速率等于H₂O的反應(yīng)速率，故C正確；
D．由A中計(jì)算可知容器①平衡時(shí)CO₂的物質(zhì)的量為0.8mol，由B中計(jì)算可知容器②中CO₂的物質(zhì)的量為1mol-0.8mol=0.2mol，容器的體積相同，平衡時(shí)，兩容器中CO₂的濃度不相等，故D錯(cuò)誤；
故選D．

點(diǎn)評(píng) 本題考查化學(xué)平衡的有關(guān)計(jì)算，難度中等，注意B選項(xiàng)中可以利用代換法理解解答，避免計(jì)算的繁瑣．