Question

15．在恒温恒容的容器中，发生反应：H₂（g）+CO（g）?C（s）+H₂O（g）．初始时加入平均相对分子质量为15的H₂、CO混合气，一段时间后测得气体的平均相对分子质量为16，下列说法中不正确的是（　　）

• A． 反应前后气体的压强之比为4：3
• B． 反应前后气体的密度之比为l5：16
• C． H₂与CO的转化率相等，均为50%
• D． 若H₂与CO按8：5体积比混合，则反应前后混合气体的平均相对分子质量不变

Answer 1

分析 设初始时加入H₂、CO 分别为xmol、ymol，则由平均相对分子质量为15，所以$\frac{2x+28y}{x+y}$=15，解得x：y=1：1；可令设初始时加入H₂、CO 都为1mol；
                         H₂（g）+CO（g）=C（s）+H₂O（g）．
初起的物质的量：1mol       1mol         0           0
变化的物质的量：z              z             z          z
平衡时物质的量：1-z          1-z           z          z
由题意可知：$\frac{（1-z）×2+28×（1-z）+18z}{2-z}$=16，
解得z=0.5mol，以此解答该题．

解答 解：A．根据以上分析，反应前后气体的压强之比为2：（2-0.5）=4：3，故A正确；
B．因为恒温恒容的容器中，所以反应前后气体的密度之比即为气体质量之比，所以为（2×1+28×1）：（2×0.5+28×0.5+18×0.5）=5：4，故B错误；
C．根据以上分析，CO的转化率为$\frac{0.5}{1}$×100%=50%，故C正确；
D．假设体积为1L，按1：1反应时，平衡常数为$\frac{0.5}{0.5×0.5}$=2，若H₂与CO按8：5体积比混合，则反应前混合气体的平均相对分子质量为$\frac{2×8+5×28}{8+5}$=12，
设H₂与CO按8：5体积比混合，物质的量分别为8mol、5mol，体积仍为1L，
则                       H₂（g）+CO（g）=C（s）+H₂O（g）
初起的物质的量：8mol       5mol         0           0
变化的物质的量：n              n             n          n
平衡的物质的量  8-n            5-n           n         n
则$\frac{n}{（8-n）×（5-n）}$=2，
n=4，
则相对分子质量为$\frac{4×2+28×1+4×18}{9}$=12，
故D正确．
故选B．

点评 本题考查了化学平衡的相关判断及其计算，为高频考点，侧重考查学生的分析、计算能力，注意利用三组量法计算计算，题目难度中等．