Question

在1L的密闭容器中，充入1molCO和1molH2O （g），于850℃时进行化学反应：CO（g）+H2O （g）?CO2（g）+H2（g）△H＜0，达平衡时，有50%的CO转化为CO2．在相同温度下，将1molCO和4molH2O（g）充入同样的容器中，记录0～8分钟内测得容器内各物质的物质的量如下表．下列说法正确的是（　　） 时间/min n（CO）/mol n（H2O）/mol n（CO2）/mol n（H2）/mol 0 1 4 0 0 4 0.25 3.25 0.75 0.75 6 n1 n2 n3 n4 8 n1 n2 n3 n4

A．前4min，用CO表示的化学反应速率为v（CO）=0.25mol/（L?min）

B．反应在第4 min时处于化学平衡状态

C．8分钟时，混合气体中CO₂的体积分数为16%

D．若初始条件相同，绝热下进行上述反应，6 min时n（CO）＞n₁

Answer 1

分析：CO（g）+H₂O （g）?CO₂（g）+H₂（g）
起始（mol/L）：1         1                 0        0
转化（mol/L）：0.5       0.5               0.5      0.5
平衡（mol/L）：0.5       0.5               0.5      0.5
k=

0.5×0.5

0.5×0.5

=1，
在相同温度下，将1molCO和4molH₂O （g）充入同样的容器中，设平衡时转化了xmolCO，
                CO（g）+H₂O（g）?CO₂（g）+H₂（g）
起始（mol/L）：1       4         0        0
4min时：0.25     3.25      0.75     0.75
平衡转化（mol/L）：x       x          x        x
平衡（mol/L）：1-x     4-x         x        x
则4min时浓度商Q=

0.75×0.75

0.25×3.25

=0.69＜1，说明还没有达到平衡状态，
平衡时：

x2

(1-x)(4-x)

=1，x=0.8，
以此解答该题．

解答：解：A．前4min，用CO表示的化学反应速率为v（CO）=

1mol-0.25mol 1L

4min

=0.1875/（L?min），故A错误；
B．           CO（g）+H₂O （g）?CO₂（g）+H₂（g）
起始（mol/L）：1       1          0        0
转化（mol/L）：0.5     0.5       0.5      0.5
平衡（mol/L）：0.5     0.5       0.5      0.5
k=

0.5×0.5

0.5×0.5

=1，
在相同温度下，将1molCO和4molH₂O （g）充入同样的容器中，设平衡时转化了xmolCO，
                CO（g）+H₂O （g）?CO₂（g）+H₂（g）
起始（mol/L）：1       4              0        0
4min时：0.25    3.25           0.75     0.75
平衡转化（mol/L）：x       x             x        x
平衡（mol/L）：1-x    4-x             x        x
则4min时浓度商Q=

0.75×0.75

0.25×3.25

=0.69＜1，说明还没有达到平衡状态，故B错误；
C．由表中数据可知6min和8min时各物质的物质的量不变，说明达到平衡状态，由B计算可知平衡时：

x2

(1-x)(4-x)

=1，
x=0.8，反应前后气体的体积不变，则8分钟时，混合气体中CO₂的体积分数为

0.8

5

×100%=16%，故C正确；
D．若初始条件相同，绝热下进行上述反应，因反应放热，则体系温度逐渐升高，由于反应放热，升高温度平衡向逆反应方向移动，则6 min时n（CO）＞n₁，故D正确．
故选CD．

点评：本题考查化学平衡的计算，题目难度中等，注意利用三段式法计算较为直观，计算平衡常数为解答该题的关键．