题目内容
在密闭容器中,将1.0mol CO与1.0mol H2O混合加热到800℃,发生下列反应:CO(g)+H2O(g)?CO2(g)+H2(g).一段时间后该反应达到平衡,测得CO的物质的量为0.5mol.则下列说法正确的是( )
| A、800℃下,该反应的化学平衡常数为0.25 |
| B、427℃时该反应的平衡常数为9.4,则该反应的△H>0 |
| C、800℃下,若继续向该平衡体系中通入1.0 mol的CO(g),则平衡时CO物质的量分数为33.3% |
| D、800℃下,若继续向该平衡体系中通入1.0 mol的H2O(g),则平衡时CO转化率为66.7% |
考点:化学平衡的计算
专题:化学平衡专题
分析:A、根据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体积不变,各物质的系数为1,故可以用物质的量代替浓度代入平衡常数表达式计算;
B、结合A中的平衡常数,判断降低温度平衡的移动方向,据此判断反应热效应;
C、800℃下,若继续向该平衡体系中通入1.0 mol的CO(g),等效为开始加入2.0mol CO与1.0mol H2O,令平衡时参加反应的CO的物质的量为bmol,利用三段式表示出平衡时各组分的物质的量,代入平衡常数列方程计算b的值,再根据转化率定义计算.
D、800℃下,若继续向该平衡体系中通入1.0 mol的H2O(g),等效为开始加入1.0mol CO与2.0mol H2O,令平衡时参加反应的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,代入平衡常数列方程计算a的值,再根据转化率定义计算;
B、结合A中的平衡常数,判断降低温度平衡的移动方向,据此判断反应热效应;
C、800℃下,若继续向该平衡体系中通入1.0 mol的CO(g),等效为开始加入2.0mol CO与1.0mol H2O,令平衡时参加反应的CO的物质的量为bmol,利用三段式表示出平衡时各组分的物质的量,代入平衡常数列方程计算b的值,再根据转化率定义计算.
D、800℃下,若继续向该平衡体系中通入1.0 mol的H2O(g),等效为开始加入1.0mol CO与2.0mol H2O,令平衡时参加反应的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,代入平衡常数列方程计算a的值,再根据转化率定义计算;
解答:
解:A、平衡时CO的物质的量为0.5mol,则:
CO(g)+H2O(g)?CO2(g)+H2(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=
=1,故A错误;
B、427℃时该反应的平衡常数为9.4,大于800℃时的平衡常数1,故降低温度平衡向正反应进行,该反应正反应是放热反应,即△H<0,故B错误;
C、800℃下,若继续向该平衡体系中通入1.0 mol的CO(g),等效为开始加入2.0mol CO与1.0mol H2O,令平衡时参加反应的CO的物质的量为bmol,则:
CO(g)+H2O(g)?CO2(g)+H2(g)
开始(mol):2 1 0 0
变化(mol):b b b b
平衡(mol):2-b 1-b b b
所以
=1,解得b=
,故CO的质量分数=
×100%=
×100%=44.4%,故C错误;
D、800℃下,若继续向该平衡体系中通入1.0 mol的H2O(g),等效为开始加入1.0mol CO与2.0mol H2O,令平衡时参加反应的CO的物质的量为amol,则:
CO(g)+H2O(g)?CO2(g)+H2(g)
开始(mol):1 2 0 0
变化(mol):a a a a
平衡(mol):1-a 2-a a a
所以
=1,解得a=
,故CO的转化率为
×100%=66.7%,故D正确;
故选D.
CO(g)+H2O(g)?CO2(g)+H2(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=
| 0.5×0.5 |
| 0.5×0.5 |
B、427℃时该反应的平衡常数为9.4,大于800℃时的平衡常数1,故降低温度平衡向正反应进行,该反应正反应是放热反应,即△H<0,故B错误;
C、800℃下,若继续向该平衡体系中通入1.0 mol的CO(g),等效为开始加入2.0mol CO与1.0mol H2O,令平衡时参加反应的CO的物质的量为bmol,则:
CO(g)+H2O(g)?CO2(g)+H2(g)
开始(mol):2 1 0 0
变化(mol):b b b b
平衡(mol):2-b 1-b b b
所以
| b×b |
| (2-b)(1-b) |
| 2 |
| 3 |
| 2-b |
| 3 |
2-
| ||
| 3 |
D、800℃下,若继续向该平衡体系中通入1.0 mol的H2O(g),等效为开始加入1.0mol CO与2.0mol H2O,令平衡时参加反应的CO的物质的量为amol,则:
CO(g)+H2O(g)?CO2(g)+H2(g)
开始(mol):1 2 0 0
变化(mol):a a a a
平衡(mol):1-a 2-a a a
所以
| a×a |
| (1-a)(2-a) |
| 2 |
| 3 |
| ||
| 1mol |
故选D.
点评:本题考查化学平衡常数的有关计算,难度中等,注意化学平衡常数的用途:1、判断反应进行的程度,2、判断反应的热效应,3、判断反应进行的方向,4、计算转化率.
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