Question

将1mol CO和1mol H₂O（g）充入某固定容积的反应器中，在某条件下达到平衡：
CO+H₂O（g）?CO₂+H₂，此时有

1

2

的CO转化为CO₂．
（1）该平衡混合物中CO₂的物质的量分数为

 

．
（2）温度不变的条件下向该平衡体系中再充入一定量的氩气，CO的转化率

 

（填“增大”、“减小”、“不变”）
（3）温度不变的条件下向该平衡体系中再充入1mol CO₂和1mol H₂，则达新平衡时CO₂的物质的量分数为

 

．
（4）若在相同条件下，开始时向容器中充入1mol CO₂、1mol H₂和1mol H₂O，则达到平衡时，混合物中CO₂的物质的量分数可能是下列各值中的

 

（填编号）
A．16.67%B．22.2%C．33.3%D．36.8%

Answer 1

分析：平衡时参加反应的CO为0.5mol，根据三段式解题法，求出平衡时各组分的物质的量，
（1）平衡时CO₂的物质的量分数=

二氧化碳物质的量

混合气体总物质的量

；
（2）温度不变的条件下向该平衡体系中再充入一定量的氩气，容器的容积不变，反应混合物各组分浓度不变，平衡不移动；
（3）平衡后再充入1mol CO₂和1mol H₂，等效为在原平衡的基础上增大压强，平衡不移动，二氧化碳的物质的量分数不变；
（4）根据原平衡计算该温度下平衡常数，充入1mol CO₂、lmol H₂和1mol H₂O，反应向逆反应进行建立平衡，令参加反应的H₂物质的量为nmol，根据三段式解题法，用n表示出平衡时各组分的物质的量，代入平衡常数k计算，据此解答．

解答：解：平衡时参加反应的CO为1mol×

1

2

=0.5mol，则：
           CO（g）+H₂O（g）?H₂（g）+CO₂（g），
起始（mol）：1      1        0       0
变化（mol）：0.5    0.5      0.5     0.5
平衡（mol）：0.5     0.5      0.5     0.5
（1）反应前后气体的体积不变，所以平衡时，混合气体的总的物质的量为1mol+1mol=2mol，
所以平衡混合物中CO₂的物质的量发生=

0.5mol

2mol

×100%=25%．
故答案为：25%；
（2）温度不变的条件下向该平衡体系中再充入一定量的氩气，容器的容积不变，反应混合物各组分浓度不变，平衡不移动，CO的转化率不变，
故答案为：不变；
（3）平衡后再充入1mol CO₂和1mol H₂，等效为在原平衡的基础上增大压强，平衡不移动，二氧化碳的物质的量分数不变为25%，
故答案为：25%；
（4）该温度下，平衡常数k=

0.5×0.5

0.5×0.5

=1，
充入1mol CO₂、lmol H₂和1mol H₂O，反应向逆反应进行建立平衡，令参加反应的H₂物质的量为nmol，
            CO（g）+H₂O（g）?H₂（g）+CO₂（g），
起始（mol）：0       1        1        1
转化（mol）：n       n        n        n
平衡（mol）：n      1+n       1-n      1-n
所以

(1-n)×(1-n)

n×(1+n)

=1，解得n=

1

3

反应前后气体的体积不变，所以平衡时，混合气体的总的物质的量为1mol+1mol+1mol=3mol，
平衡混合物中CO₂的体积分数为

1mol- 1 3 mol

3mol

×100%=22.2%
故答案为：B．

点评：本题考查化学平衡的有关计算，难度中等，侧重考查等效平衡与平衡常数的运用，注意掌握三段式解题法．