题目内容
【题目】已知：CO(g)＋H2O(g)
CO2(g)＋H2(g) H＝– 41 kJ/mol，相同温度下，在体积均为2L的三个恒温密闭容器中，加入一定量的反应物发生反应。相关数据如下：
容器编号 | 起始时各物质物质的量/mol | 达平衡过程体系能量的变化 | |||
n(CO) | n(H2O) | n(CO2) | n(H2) | ||
① | 1 | 4 | 0 | 0 | 放出热量：32.8 kJ |
② | 0 | 0 | 1 | 4 | 热量变化：Q1 |
③ | 1 | 1 | 2 | 1 | 热量变化：Q2 |
下列说法中，不正确的是
A．若容器①中反应10min达到平衡，0至10min时间内，用CO表示的平均反应速率υ(CO)=4.0×10－2 mol/(L·min)
B．容器③中，开始时υ(CO)生成>υ(CO)消耗
C．达平衡过程体系能量的变化：Q1=4Q2
D．平衡时，①与②容器中CO的体积分数相等
【答案】D
【解析】
试题分析：A、根据题给信息知若容器①中反应10min达到平衡，放出热量：32.8 kJ ，根据反应：CO(g)＋H2O(g)
CO2(g)＋H2(g) H＝– 41 kJ/mol知参加反应的CO的物质的量为0.8mol，则0至10min时间内，用CO表示的平均反应速率υ(CO)=△n/V△t=4.0×10－2 mol/(L·min)，正确；B、根据容器①中数据计算反应达到平衡时各物质的浓度为c(CO)=0.1mol/L、c(H2O)=1.6mol/L、c(CO2)=0.4mol/L、c(H2)=0.4mol/L，则K=1，根据容器③中数据计算Q=2，Q>K，反应逆向进行，则开始时υ(CO)生成>υ(CO)消耗，正确；C、三个容器中温度相同，平衡常数相同，均为1.利用三行式分析。设容器②转化的CO2的物质的量为x。
CO(g)＋H2O(g)CO2(g)＋H2(g)
起始（mol）0 0 1 4
转化（mol）x x x x
平衡（mol）x x (1-x) (4-x)
则（4-x）(1-x)/x2=1，解得x=0.8mol；
设容器③转化的CO2的物质的量为y。
CO(g)＋H2O(g)CO2(g)＋H2(g)
起始（mol）1 1 2 1
转化（mol）y y y y
平衡（mol）（1+y）（1+y） (2-y) (1-y)
则（1-y）(2-y)/(1+y)2=1，解得y=0.2mol；则达平衡过程体系能量的变化：Q1=4Q2，正确；D、根据题给数据和C项计算，平衡时，①中CO的体积分数为4%，②容器中CO的体积分数为16%，CO的体积分数不相等，错误。
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