Question

16．一定量的CO₂与足量的碳在恒容密闭容器中反应：C（s）+CO₂（g）?2CO（g）．平衡时．体系中气体体积分数与温度的关系如图所示．下列说法正确的是（　　）

• A． 该反应的平衡常数表达式为K=$\frac{{c}^{2}（CO）}{c（C{O}_{2}）•c（C）}$
• B． 550℃时，反应达平衡后CO₂的转化率约为5.7%
• C． 650℃时，平衡后再充入体积比为3：2的CO₂和CO的混合气体，则平衡不移动
• D． T℃时，该反应的平衡常数的数值为1

Answer 1

分析 A．化学平衡常数是指：一定温度下，可逆反应到达平衡时，生成物的浓度系数次幂之积与反应物的浓度系数次幂之积的比，固体、纯液体不需要在化学平衡常数中写出；
B．由图可知，550℃时反应达平衡后CO的体积分数为10.7%，设开始加入的二氧化碳为1mol，转化的二氧化碳为xmol，表示出平衡时各物质的物质的量，在结合CO体积分数列方程计算解答；
C．由图可知，650℃时，反应达平衡后CO的体积分数为40%，此时CO₂和CO的体积之比为3：2，再充入体积比为3：2的CO₂和CO的混合气体，等效为在原平衡的基础上增大压强，平衡向气体体积减小的方向移动；
D．T℃时CO₂和CO的体积分数相等，二者浓度相等，根据平衡常数表达式判断．

解答 解：A．化学平衡常数是指：一定温度下，可逆反应到达平衡时，生成物的浓度系数次幂之积与反应物的浓度系数次幂之积的比，固体、纯液体不需要在化学平衡常数中写出，C（s）+CO₂（g）?2CO（g）的平衡常数表达式K=$\frac{{c}^{2}（CO）}{c（C{O}_{2}）}$，故A错误；
B．由图可知，550℃时反应达平衡后CO的体积分数为10.7%，设开始加入的二氧化碳为1mol，转化的二氧化碳为xmol，则：
     C（s）+CO₂（g）?2CO（g）
开始（mol）：1         0
转化（mol）：x          2x
平衡（mol）：1-x        2x
所以$\frac{2x}{1+x}$×100%=10.7%，解得x=0.0565mol，则CO₂的转化率为$\frac{0.0565mol}{1mol}$×100%=5.65%，故B正确；
C．由图可知，650℃时，反应达平衡后CO的体积分数为40%，此时CO₂和CO的体积之比为3：2，再充入体积比为3：2的CO₂和CO的混合气体，等效为在原平衡的基础上增大压强，正反应为气体体积增大的反应，故平衡逆向移动，故C错误；
D．T℃时CO₂和CO的体积分数相等，二者浓度相等，根据平衡常数表达式K=$\frac{{c}^{2}（CO）}{c（C{O}_{2}）}$，可知平衡常数=c（CO），但CO的浓度不一定等于1，故D错误，
故选：B．

点评 本题考查化学平衡计算与影响因素、平衡常数、化学平衡图象、阅读题目获取信息的能力等，难度中等，需要学生具备运用信息与基础知识分析问题、解决问题的能力．