Question

5．向某密闭容器中充入1mol CO和2mol H₂O（g），发生反应CO+H₂O（g）$?_{△}^{催化剂}$CO₂+H₂当反应达到平衡时，CO的体积分数为x．若维持容器的体积和温度不变，起始物质按下列四种配比充入该容器中，达到平衡时CO的体积分数小于x的是（　　）

• A． 0.5mol CO+2mol H₂O（g）+1mol CO₂+1mol H₂
• B． 1mol CO+1mol H₂O（g）+1mol CO₂+1mol H₂
• C． 0.5mol CO+1.5mol H₂O（g）+0.4mol CO₂+0.4molH₂
• D． 0.5mol CO+1.5mol H₂O（g）+0.5molCO₂+0.5mol H₂

Answer 1

分析 根据等效平衡解答，恒温恒容下，该反应前后气体体积不发生变化，将物质全部转化到左边满足n（CO）：n（H₂O）=1：2，为等效平衡，平衡时CO的体积分数相同，不同配比达到平衡时CO的体积分数小于原平衡中CO的体积分数x，说明不同配比全部转化到左边应n（CO）：n（H₂O）＜1：2，据此解答．

解答 解：A、采用极限分析法，0.5 mol CO+2 mol H₂O（g）+1 mol CO₂+1 mol H₂，假如反应完全转化为CO和H₂O物质的量为：1.5mol：3mol=1：2，反应前后气体体积不变，平衡相同，CO的体积分数为x，故A不符合；
B、采用极限分析法，1 mol CO+1 mol H₂O（g）+1 mol CO₂+1 mol H₂，假如反应完全转化为CO和H₂O物质的量为：2mol：2mol=1：1＞1：2，故B不符合；
C、采用极限分析法，0.5 mol CO+1.5 mol H₂O（g）+0.4 mol CO₂+0.4 mol H₂，假如反应完全转化为CO和H₂O物质的量为：0.9mol：1.9mol＜1：2，故C符合；
D、采用极限分析法，0.5 mol CO+1.5 mol H₂O（g）+0.5 mol CO₂+0.5 mo H₂，假如反应完全转化为CO和H₂O物质的量为1mol：2mol=1：2，当反应达到平衡时，CO的体积分数为x，故D不符合；
故选C．

点评 本题考查了化学平衡的影响因素分析，等效平衡的应用判断，极值转化是解题的关键，题目难度中等．