Question

将1molCO和1molH₂O充入容器中，在催化剂存在下发生反应H₂O （g）+CO（g） H₂ （g）+CO₂（g）
达到平衡时，发现有50%的CO转化为CO₂．在其他条件不变的情况下，若将1molCO和2molH₂O充入反应器中，则反应达平衡后，混合气体中CO₂的体积分数可能为（　　）

• A．

  1

  9

• B．

  1

  6

• C．

  2

  9

• D．

  1

  2

Answer 1

分析：利用达到平衡时，发现有50%的CO转化为CO₂，根据化学平衡的三段法计算出平衡时的量，然后计算混合气体中CO₂的体积分数；
若将1molCO和2molH₂O充入反应器，增大了水的量，将促进CO的转化，假设转化率为100%来计算混合气体中CO₂的体积分数；
根据CO的转化率的范围来确定CO₂的体积分数的范围即可判断答案．

解答：解：由到平衡时，发现有50%的CO转化为CO₂，则
   H₂O （g）+CO（g） H₂ （g）+CO₂（g）
开始1         1                  0        0
转化 0.5      0.5                0.5      0.5
平衡 0.5      0.5                0.5      0.5
则CO₂的体积分数为

0.5

0.5+0.5+0.5+0.5

=

1

4

，
若将1molCO和2molH₂O充入反应器，CO的转化率为100%，则
    H₂O （g）+CO（g） H₂ （g）+CO₂（g）
开始2         1                  0        0
转化 1        1                   1       1
平衡 1        0                   1       1
CO₂的体积分数为

1

1+0+1+1

=

1

3

，
即CO的转化率介于50%--100%之间，所以CO₂的体积分数介于

1

4

--

1

3

之间，

2

9

介于

1

6

--

1

3

之间，故选C．

点评：本题考查学生利用化学平衡的三段法计算，明确转化率及体积分数的计算方法及利用转化率确定CO₂的体积分数的范围是解答本题的关键．