Question

【题目】某温度下，H2(g)＋CO2(g) H2O(g)＋CO(g)的平衡常数K＝，该温度下在甲、乙、丙、丁四个恒容密闭容器中，投入H2(g)和CO2(g)，其起始浓度如表所示：

起始浓度	甲	乙	丙	丁
c(H2)/mol·L-1	0.010	0.020	0.01	0.020
c(CO2)/mol·L-1	0.010	0.010	0.02	0.020

下列判断不正确的是

A.平衡时，丙中CO2的转化率小于60%

B.平衡时，甲中和丁中H2的转化率均是60%

C.平衡时，乙中H2和丙中CO2的物质的量浓度相同，均为0.014 mol·L-1

D.平衡时，乙中和丙中CO的体积分数相同

Answer 1

【答案】C

【解析】

A. 设甲容器中平衡时二氧化碳转化物质的量浓度为xmol/L，可列出三段式：

H2(g)＋ CO2(g) H2O(g)＋CO(g)

起始(mol/L) 0.01 0.01

转化(mol/L) x x x x

平衡(mol/L) 0.01-x 0.01-x x x

平衡常数为，解得：x=0.006，则甲中CO2的转化率为，丙和甲对比，丙相当于在甲的基础上增加了CO2的量，当增加一种反应物的浓度时，可提高另一反应物的转化率，而本身转化率降低，则丙中CO2的转化率会减小，即小于60%，A项正确；

B. 甲容器中CO2的转化率为60%，丁和甲对比，丁相当于在甲的基础上又同等程度增大了反应物的用量，则丁的平衡状态相当于对甲进行加压，但是该反应前后气体体积不变，增大压强，化学平衡不移动，物质的转化率不变，所以平衡时，甲中和丁中H2的转化率均是60%，B项正确；

C. 由于温度相同，乙和丙容器中的平衡常数相等，都为K＝，

设乙容器中平衡时氢气转化物质的量浓度为zmol/L，可列出三段式：

H2(g)＋ CO2(g) H2O(g)＋CO(g)

起始(mol/L) 0.02 0.01

转化(mol/L) z z z z

平衡(mol/L) 0.02-z 0.01-z z z

平衡常数为K==

同理，可设丙容器中平衡时氢气转化物质的量浓度为ymol/L，可列出三段式，

H2(g)＋ CO2(g) H2O(g)＋CO(g)

起始(mol/L) 0.01 0.02

转化(mol/L) y y y y

平衡(mol/L) 0.01-y 0.02-y y y

平衡常数为，

以上两个方程式中，解得z=y，则乙中H2和丙中CO2的物质的量浓度相同；

由A项知，甲容器中充入0.01mol/L H2和0.01mol/LCO2，达到平衡状态时，H2的浓度为0.004 mol/L，乙容器中充入0.02mol/L H2和0.01mol/LCO2，相当于在甲容器平衡的基础上，再充入0.01 mol/L H2，如果平衡不移动，H2浓度为0.014 mol/L，但是充入H2，平衡正向移动，因此重新平衡时H2浓度应小于0.014 mol/L，则乙容器达到平衡时时H2浓度应小于0.014 mol/L，同理分析丙容器，达到平衡时时CO2浓度应小于0.014 mol/L；C项错误；

D. 由C项分析可知，乙中和丙中达到平衡时CO物质的量浓度相同，该反应前后气体物质的量不变，则反应后混合气体的总物质的量浓度均为0.03mol/L，则计算出乙中和丙中CO的体积分数相同，D项正确；

答案选C。