Question

13．合成氨的原料气H₂可通过反应CO（g）+H₂O（g）?CO₂ （g）+H₂（g） 获取．
（1）T℃时，向容积固定为5L的容器中充入1mol水蒸气和1mol CO，反应达平衡后，测得CO的浓度为0.08mol•L^-1，则平衡时CO的转化率为60%．
（2）保持温度仍为T℃，改变水蒸气和CO的初始物质的量之比，充入固定容器中进行反应，下列描述
能够说明体系处于平衡状态的是cd（填序号）．
a．容器内压强不随时间改变                        b．混合气体的密度不随时间改变
c．单位时间内生成a mol CO₂的同时消耗a mol H₂
d．混合气中n （CO）：n （H₂O）：n （CO₂）：n （H₂）=1：16：6：6．

Answer 1

分析 （1）反应达平衡后，测得CO的浓度为0.08mol•L^-1，则
        CO（g）+H₂O（g）?CO₂ （g）+H₂（g）
开始  0.2           0.2              0               0
转化  0.12         0.12            0.12          0.12
平衡 0.08         0.08             0.12          0.12
转化率=$\frac{转化的量}{开始的量}$×100%；
（2）结合平衡的特征“等、定”及衍生的物理量判定平衡状态，以此来解答．

解答 解：（1）反应达平衡后，测得CO的浓度为0.08mol•L^-1，则
        CO（g）+H₂O（g）?CO₂ （g）+H₂（g）
开始  0.2           0.2              0               0
转化  0.12         0.12            0.12          0.12
平衡 0.08         0.08             0.12          0.12
则平衡时CO的转化率为$\frac{0.12}{0.2}$×100%=60%，
故答案为：60%；
（2）a．该反应为气体物质的量不变的反应，则压强始终不变，容器内压强不随时间改变，不能判定平衡，故不选；                        
b．混合气体质量守恒，反应前后气体体积不变，反应过程中和平衡状态下，混合气体的密度不随时间改变，不能说明反应达到平衡状态，故b不选；
c．单位时间内生成amolCO₂的同时消耗amolH₂，说明二氧化碳或氢气的正逆反应速率相同，说明反应达到平衡状态，故c选；
d．混合气中n（CO）：n（H₂O）：n（CO₂）：n（H₂）=1：16：6：6，Qc=$\frac{6×6}{1×16}$=2.25=K=$\frac{0.12×0.12}{0.08×0.08}$，说明反应达到平衡状态，故d选；
故答案为：cd．

点评 本题考查化学平衡的计算，为高频考点，把握平衡三段法、转化率计算、平衡判定为解答的关键，侧重分析与计算能力的考查，注意平衡判定的方法，题目难度不大．