Question

5．在密閉容器中，將1.0molCO與1.0molH₂O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． 427℃時(shí)該反應(yīng)的平衡常數(shù)為9.4，則該反應(yīng)的△H＞0
• B． 800℃下，該反應(yīng)的化學(xué)平衡常數(shù)為0.25
• C． 同溫下，若繼續(xù)向該平衡體系中通入1.0mol的H₂O（g），則平衡時(shí)H₂O（g）轉(zhuǎn)化率為66.7%
• D． 同溫下，若繼續(xù)向該平衡體系中通入1.0mol的CO（g），則平衡時(shí)H₂O（g）物質(zhì)的量分?jǐn)?shù)為11.1%

Answer 1

分析 在密閉容器中，將1.0molCO與1.0molH₂O混合加熱到800℃，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：
            CO（g）+H₂O（g）?CO₂（g）+H₂（g）
起始量（mol）：1      1         0       0
變化量（mol）：0.5    0.5       0.5     0.5
平衡量（mol）：0.5    0.5       0.5     0.5
反應(yīng)前后氣體的體積不變，可以用物質(zhì)的量代替濃度計(jì)算平衡常數(shù)，則800℃該反應(yīng)平衡常數(shù)K=$\frac{c（C{O}_{2}）×c（{H}_{2}）}{c（CO）×c（{H}_{2}O）}$=$\frac{0.5×0.5}{0.5×0.5}$=1．
A.427℃時(shí)該反應(yīng)的平衡常數(shù)為9.4，大于800℃平衡常數(shù)K=1，說(shuō)明降低溫度平衡正向移動(dòng)，則正反應(yīng)為放熱反應(yīng)；
B．由上述計(jì)算可知，800℃該反應(yīng)平衡常數(shù)K=1；
C．同溫下，若繼續(xù)向該平衡體系中通入1.0mol的H₂O（g），水的轉(zhuǎn)化率小于原平衡；
D．溫度不變，平衡常數(shù)不變，等效為開(kāi)始加入2.0molCO與1.0molH₂O到達(dá)的平衡，設(shè)平衡時(shí)轉(zhuǎn)化的CO為xmol，表示出平衡時(shí)各物質(zhì)的物質(zhì)的量，再根據(jù)平衡常數(shù)列方程計(jì)算解答．

解答 解：在密閉容器中，將1.0molCO與1.0molH₂O混合加熱到800℃，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：
           CO（g）+H₂O（g）?CO₂（g）+H₂（g）
起始量（mol）：1      1        0       0
變化量（mol）：0.5    0.5      0.5     0.5
平衡量（mol）：0.5    0.5      0.5     0.5
反應(yīng)前后氣體的體積不變，可以用物質(zhì)的量代替濃度計(jì)算平衡常數(shù)，則800℃該反應(yīng)平衡常數(shù)K=$\frac{c（C{O}_{2}）×c（{H}_{2}）}{c（CO）×c（{H}_{2}O）}$=$\frac{0.5×0.5}{0.5×0.5}$=1．
A.427℃時(shí)該反應(yīng)的平衡常數(shù)為9.4，大于800℃平衡常數(shù)K=1，說(shuō)明降低溫度平衡正向移動(dòng)，則正反應(yīng)為放熱反應(yīng)，故△H＜0，故A錯(cuò)誤；
B．由上述計(jì)算可知，800℃該反應(yīng)平衡常數(shù)K=1，故B錯(cuò)誤；
C．原平衡中水的轉(zhuǎn)化率為50%，同溫下，若繼續(xù)向該平衡體系中通入1.0mol的H₂O（g），水的轉(zhuǎn)化率小于原平衡，故新平衡時(shí)H₂O（g）轉(zhuǎn)化率＜50%，故C錯(cuò)誤；
D．等效為開(kāi)始加入2.0molCO與1.0molH₂O到達(dá)的平衡，設(shè)平衡時(shí)轉(zhuǎn)化的CO為xmol，則：
            CO（g）+H₂O（g）?CO₂（g）+H₂（g）
起始量（mol）：2      1         0       0
變化量（mol）：x      x         x       x
平衡量（mol）：2-x    1-x       x       x
溫度不變，平衡常數(shù)不變，則$\frac{x×x}{（2-x）×（1-x）}$=1，解得x=$\frac{2}{3}$，則平衡時(shí)平衡時(shí)H₂O（g）物質(zhì)的量分?jǐn)?shù)為$\frac{1mol-\frac{2}{3}mol}{3mol}$×1005=11.1%，故D正確，
故選：D．

點(diǎn)評(píng) 本題考查化學(xué)平衡計(jì)算，涉及平衡常數(shù)影響因素與應(yīng)用，C選項(xiàng)中可以利用平衡常數(shù)計(jì)算具體的值，注意利用平衡移動(dòng)分析解答，避免計(jì)算的繁瑣，難度中等．