Question

2．将1molCO和1molNO₂充入密闭容器中，在催化剂存在下发生反应NO₂（g）+CO（g）?CO₂（g）+NO（g）并达到化学平衡，发现有50%的CO转化为CO₂．在其它条件不变的情况下，若将1molCO和2molNO₂充入上述反应器中，则反应达到化学平衡时，混合气体中的CO₂的体积分数是（　　）

• A． $\frac{1}{9}$
• B． $\frac{1}{6}$
• C． $\frac{2}{9}$
• D． $\frac{1}{3}$

Answer 1

分析 将1molCO和1molNO₂充入密闭容器中，根据CO的转化率计算参加反应的CO的物质的量，利用三段式计算平衡时各组分的物质的量，由于反应前后气体的化学计量数之和相等，故可以利用物质的量代替浓度计算该温度下的平衡常数k，令1molCO和2molNO₂充入上述反应器中，反应达到化学平衡时CO的物质的量为amol，利用三段式表示出平衡时各组分的物质的量，代入平衡常数计算a的值，再利用体积分数定义计算．

解答 解：将1molCO和1molNO₂充入密闭容器中，平衡时CO的转化率为50%，则参加反应的CO为1mol×50%=0.5mol，则：
            NO₂（g）+CO（g）?CO₂（g）+NO（g）
开始（mol）：1        1        0      0
变化（mol）：0.5      0.5      0.5    0.5
平衡（mol）：0.5      0.5      0.5    0.5
故该温度下平衡常数K=$\frac{0.5×0.5}{0.5×0.5}$=1
其它条件不变的情况下，若将1molCO和2molNO₂充入上述反应器中，令反应达到化学平衡时CO的物质的量为amol，则：
           NO₂（g）+CO（g）?CO₂（g）+NO（g）
开始（mol）：2        1        0      0
变化（mol）：1-a      1-a      1-a    1-a
平衡（mol）：1+a      a        1-a    1-a
故$\frac{（1-a）．（1-a）}{（1+a）．a}$=1，解得a=$\frac{1}{3}$
故平衡时CO的体积分数为$\frac{\frac{1}{3}mol}{（1+2）mol}$=$\frac{1}{9}$，
故选A．

点评 本题考查化学平衡计算，为高频考点，侧重考查学生分析计算能力，明确化学平衡常数只与温度有关是解本题关键，注意：化学平衡常数与各物质的物质的量及物质的量浓度都无关，题目难度不大．