Question

某温度下，反应H₂（g）+CO₂（g）?H₂O（g）+CO（g）的平衡常数K=

9

4

．该温度下在体积均为10L的三个密闭容器中分别加入反应物，起始加入量如下图所示：

起始量	甲	乙	丙
H2（mol）	1	2	2
CO2（mol）	1	1	2

下列判断不正确的是（　　）

• A、反应开始时，甲中的反应速率最慢，丙中的反应速率最快
• B、平衡时，甲和丙中CO₂的转化率相等，均是60%
• C、平衡时，乙中H₂的转化率大于60%
• D、平衡时，丙中c（H₂） 是0.08 mol?L^-1

Answer 1

分析：A、温度相同，通过反应物浓度大小比较化学反应速率大小；
B、利用化学平衡常数计算出甲中各物质的浓度，体积不变，反应前后计量数之和相同，甲和丙为等效平衡，可以得出答案；
C、可以看到乙比甲多加了1molH₂，可以比较甲H₂中的转化率；
D、甲和丙是等效平衡，各物质浓度为甲浓度的2倍．

解答：解：A、温度相同时，甲乙丙反应物浓度依次增大，反应速率也依次增大，故A错误；
B、甲容器中：c（CO₂）=c（H₂）=

1mol

10L

=0.1mol?L^-1，设 H₂转化的浓度为xmol?L^-1．
                   H₂（g）+CO₂（g）?H₂O（g）+CO（g）
起始（1mol?L^-1）      0.1          0.1             0            0   
转化（1mol?L^-1）      x             x              x              x 
平衡（1mol?L^-1）     0.1-x        0.1-x            x              x
化学平衡常数k=

x2

(0.1-x)2

=

9

4

，x=0.06mol?L^-1
CO₂的转化率=H₂的转化率

0.06mol?L-1

0.1mol?L-1

×100%=60%，
化学反应前后体积不变的反应，增大压强，化学平衡不移动，物质的转化率不变，根据计算得出甲中H₂的转化率均是60%，所以丙中H₂的转化率均是60%，故B错误；
C、乙和甲相比，相当于在甲的基础上增加了氢气的量，所以氢气的转化率小于甲中的转化率，即小于60%，故C正确；
D、平衡时，甲中c（H₂）=（0.1-0.06）mol?L^-1=0.04mol?L^-1，所以丙中c（H₂）=0.08 mol?L^-1，故D错误；
故选C．

点评：本题考查化学平衡的计算、化学平衡常数、转化率和等效平衡；其中恒温恒容下，反应前后计量数之和相同时，反应物浓度等比，则达平衡后与原平衡等效，即转化率、百分含量、体积分数，相同．