Question

在密闭容器中，将1.0mol CO与1.0mol H₂O混合加热到800℃，发生下列反应：CO（g）+H₂O（g）?CO₂（g）+H₂（g），一段时间后该反应达到平衡，测得CO的物质的量为0.5mol．则下列说法正确的是（ ）
A．800℃下，该反应的化学平衡常数为0.25
B．427℃时该反应的平衡常数为9.4，则该反应的△H＜0
C．同温下，若继续向该平衡体系中通入1.0 mol的H₂O（g），则平衡时CO转化率为66.7%
D．同温下，若继续向该平衡体系中通入1.0 mol的CO（g），则平衡时CO物质的量分数为33.3%

Answer 1

【答案】分析：A、根据CO的物质的量，利用三段式计算平衡时各组分的物质的量，由于反应前后气体的体积不变，各物质的系数为1，故可以用物质的量代替浓度代入平衡常数表达式计算；
B、结合A中的平衡常数，判断降低温度平衡的移动方向，据此判断反应热效应；
C、同温下，若继续向该平衡体系中通入1.0 mol的H₂O（g），等效为开始加入1.0mol CO与2.0mol H₂O，令平衡时参加反应的CO的物质的量为amol，利用三段式表示出平衡时各组分的物质的量，代入平衡常数列方程计算a的值，再根据转化率定义计算；
D、同温下，若继续向该平衡体系中通入1.0 mol的CO（g），等效为开始加入2.0mol CO与1.0mol H₂O，令平衡时参加反应的CO的物质的量为bmol，利用三段式表示出平衡时各组分的物质的量，代入平衡常数列方程计算b的值，再根据转化率定义计算．
解答：解：A、平衡时CO的物质的量为0.5mol，则：
            CO（g）+H₂O（g）?CO₂（g）+H₂（g）
开始（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
故该温度下平衡常数k==1，故A错误；
B、427℃时该反应的平衡常数为9.4，大于800℃时的平衡常数1，故降低温度平衡向正反应进行，该反应正反应是放热反应，即△H＜0，故B正确；
C、同温下，若继续向该平衡体系中通入1.0 mol的H₂O（g），等效为开始加入1.0mol CO与2.0mol H₂O，令平衡时参加反应的CO的物质的量为amol，则：
            CO（g）+H₂O（g）?CO₂（g）+H₂（g）
开始（mol）：1        2        0        0
变化（mol）：a        a        a        a
平衡（mol）：1-a      2-a      a        a
所以=1，解得a=，故CO的转化率为×100%=66.7%，故C正确；
D、同温下，若继续向该平衡体系中通入1.0 mol的CO（g），等效为开始加入2.0mol CO与1.0mol H₂O，令平衡时参加反应的CO的物质的量为bmol，则：
            CO（g）+H₂O（g）?CO₂（g）+H₂（g）
开始（mol）：2        1        0        0
变化（mol）：b        b        b        b
平衡（mol）：2-b      1-b      b        b
所以=1，解得b=，故CO的转化率为×100%=66.7%，故D错误；
故选BC．
点评：本题考查化学平衡常数的有关计算，难度中等，注意化学平衡常数的用途：1、判断反应进行的程度，2、判断反应的热效应，3、判断反应进行的方向，4、计算转化率．