Question

在一定条件下，向密闭容器中按3：2的体积比充入CO和水蒸气使其反应，当CO+H₂O（g）?CO₂+H₂达到平衡时，水蒸气与H₂的体积分数相等，下列叙述中错误的是（　　）

A．平衡时CO的体积分数为40%

B．平衡时CO的转化率为25%

C．平衡时水的转化率为50%

D．平衡时混合气体的平均相对分子质量为24

Answer 1

分析：令开始通入CO、水蒸气的物质的量分别为3mol、2mol，反应前后气体的体积不变，平衡时水蒸气与H₂的体积分数相等，说明平衡时水蒸气与H₂的物质的量相等，令反应的CO的物质的量为xmol，根据方程式表示计算平衡时CO、水蒸气的物质的量，进而计算二者转化率，CO的体积分数，混合气体总质量不变，总的物质的量不变，平衡后平均相对分子质量等于反应前的平均相对分子质量，根据

.

M

=

m总

n总

计算．

解答：解：令开始通入CO、水蒸气的物质的量分别为3mol、2mol，反应前后气体的体积不变，平衡时水蒸气与H₂的体积分数相等，说明平衡时水蒸气与H₂的物质的量相等，
令反应的CO的物质的量为xmol，则：
  CO+H₂O（g）?CO₂+H₂
xmol xmol      xmol
故2mol-xmol=xmol，所以x=1，
A．平衡时CO的物质的量为3mol-1mol=2mol，CO的体积分数为

2mol

3mol+2mol

=40%，故A正确；
B．平衡时CO的转化率=

1mol

3mol

×100%=33.3%，故B错误；
C．平衡时水的转化率=

1mol

2mol

×100%=50%，故C正确；
D．混合气体总质量不变，总的物质的量不变，平衡后平均相对分子质量等于反应前的平均相对分子质量，为

3×28+2×18

3+2

=24，故D正确，
故选B．

点评：本题考查化学平衡的有关计算，难度中等，根据方程式特征与氢气与水蒸气的体积关系确定二者物质的量相等是解题关键．