Question

將1mol CO和1mol H₂O（g）充入某固定容積的反應(yīng)器中，在某條件下達(dá)到平衡：
CO+H₂O（g）?CO₂+H₂，此時有

1

2

的CO轉(zhuǎn)化為CO₂．
（1）該平衡混合物中CO₂的物質(zhì)的量分?jǐn)?shù)為

 

．
（2）溫度不變的條件下向該平衡體系中再充入一定量的氬氣，CO的轉(zhuǎn)化率

 

（填“增大”、“減小”、“不變”）
（3）溫度不變的條件下向該平衡體系中再充入1mol CO₂和1mol H₂，則達(dá)新平衡時CO₂的物質(zhì)的量分?jǐn)?shù)為

 

．
（4）若在相同條件下，開始時向容器中充入1mol CO₂、1mol H₂和1mol H₂O，則達(dá)到平衡時，混合物中CO₂的物質(zhì)的量分?jǐn)?shù)可能是下列各值中的

 

（填編號）
A．16.67%B．22.2%C．33.3%D．36.8%

Answer 1

分析：平衡時參加反應(yīng)的CO為0.5mol，根據(jù)三段式解題法，求出平衡時各組分的物質(zhì)的量，
（1）平衡時CO₂的物質(zhì)的量分?jǐn)?shù)=

二氧化碳物質(zhì)的量

混合氣體總物質(zhì)的量

；
（2）溫度不變的條件下向該平衡體系中再充入一定量的氬氣，容器的容積不變，反應(yīng)混合物各組分濃度不變，平衡不移動；
（3）平衡后再充入1mol CO₂和1mol H₂，等效為在原平衡的基礎(chǔ)上增大壓強(qiáng)，平衡不移動，二氧化碳的物質(zhì)的量分?jǐn)?shù)不變；
（4）根據(jù)原平衡計算該溫度下平衡常數(shù)，充入1mol CO₂、lmol H₂和1mol H₂O，反應(yīng)向逆反應(yīng)進(jìn)行建立平衡，令參加反應(yīng)的H₂物質(zhì)的量為nmol，根據(jù)三段式解題法，用n表示出平衡時各組分的物質(zhì)的量，代入平衡常數(shù)k計算，據(jù)此解答．

解答：解：平衡時參加反應(yīng)的CO為1mol×

1

2

=0.5mol，則：
           CO（g）+H₂O（g）?H₂（g）+CO₂（g），
起始（mol）：1      1        0       0
變化（mol）：0.5    0.5      0.5     0.5
平衡（mol）：0.5     0.5      0.5     0.5
（1）反應(yīng)前后氣體的體積不變，所以平衡時，混合氣體的總的物質(zhì)的量為1mol+1mol=2mol，
所以平衡混合物中CO₂的物質(zhì)的量發(fā)生=

0.5mol

2mol

×100%=25%．
故答案為：25%；
（2）溫度不變的條件下向該平衡體系中再充入一定量的氬氣，容器的容積不變，反應(yīng)混合物各組分濃度不變，平衡不移動，CO的轉(zhuǎn)化率不變，
故答案為：不變；
（3）平衡后再充入1mol CO₂和1mol H₂，等效為在原平衡的基礎(chǔ)上增大壓強(qiáng)，平衡不移動，二氧化碳的物質(zhì)的量分?jǐn)?shù)不變?yōu)?5%，
故答案為：25%；
（4）該溫度下，平衡常數(shù)k=

0.5×0.5

0.5×0.5

=1，
充入1mol CO₂、lmol H₂和1mol H₂O，反應(yīng)向逆反應(yīng)進(jìn)行建立平衡，令參加反應(yīng)的H₂物質(zhì)的量為nmol，
            CO（g）+H₂O（g）?H₂（g）+CO₂（g），
起始（mol）：0       1        1        1
轉(zhuǎn)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

反應(yīng)前后氣體的體積不變，所以平衡時，混合氣體的總的物質(zhì)的量為1mol+1mol+1mol=3mol，
平衡混合物中CO₂的體積分?jǐn)?shù)為

1mol- 1 3 mol

3mol

×100%=22.2%
故答案為：B．

點(diǎn)評：本題考查化學(xué)平衡的有關(guān)計算，難度中等，側(cè)重考查等效平衡與平衡常數(shù)的運(yùn)用，注意掌握三段式解題法．