Question

16．已知：CO（g）+H₂O（g）?CO₂（g）+H₂（g）△H=-41kJ/mol相同温度下，在体积相同的两个恒温密闭容器中，加入一定量的反应物发生反应．相关数据如下：下列说法中，不正确的是（　　）

容器编号	起始时各物质物质的量/mol				达平衡过程体系能量的变化
	CO	H2O	CO2	H2
①	1	4	0	0	放出热量：32.8 kJ
②	0	0	1	4	热量变化：Q

• A． 容器①中反应达平衡时，CO的转化率为80%
• B． 容器①中CO的转化率等于容器②中CO₂的转化率
• C． 容器①中CO反应速率等于H₂O的反应速率
• D． 平衡时，两容器中CO₂的浓度相等

Answer 1

分析 A．根据放出的热量计算参加反应CO的物质的量，进而计算CO的转化率；
B．容器①②温度相同，同一可逆反应正逆平衡常数互为倒数，根据容器①计算平衡常数，令容器②中CO₂的物质的量变化量为amol，表示出平衡时各组分的物质的量，反应前后气体的体积不变，利用物质的量代替浓度代入平衡常数表达式计算a的值，进而计算CO₂的转化率，
C．速率之比等于化学计量数之比；
D．根据A、B的计算可知平衡时①、②中二氧化碳的物质的量，容器体积相等，若物质的量相等，则平衡时二氧化碳的浓度相等．

解答 解：A．平衡时放出的热量为32.8 kJ，故参加反应的CO的物质的量$\frac{32.8kJ}{41kJ}$×1mol=0.8mol，CO的转化率为$\frac{0.8mol}{1mol}$×100%=80%，故A正确；
B．容器①②温度相同，平衡常数相同，根据容器①计算平衡常数，由A计算可知，平衡时CO的物质的量变化量为0.8mol，则：
           CO（g）+H₂O（g）?CO₂（g）+H₂（g）
开始（mol）：1      4        0       0
变化（mol）：0.8    0.8     0.8     0.8
平衡（mol）：0.2    3.2     0.8     0.8
故平衡常数k=$\frac{0.8×0.8}{0.2×3.2}$=1，
故容器②中的平衡常数为1，令容器②中CO₂的物质的量变化量为amol，则：
           CO₂（g）+H₂（g）?CO（g）+H₂O（g）
开始（mol）：1      4        0      0
变化（mol）：a      a        a      a
平衡（mol）：1-a    4-a      a      a
所以$\frac{a×a}{（1-a）（4-a）}$，解得a=0.8
CO₂的转化率为$\frac{0.8mol}{1mol}$×100%=80%，故B正确；
C．速率之比等于化学计量数之比，故容器①中CO反应速率等于H₂O的反应速率，故C正确；
D．由A中计算可知容器①平衡时CO₂的物质的量为0.8mol，由B中计算可知容器②中CO₂的物质的量为1mol-0.8mol=0.2mol，容器的体积相同，平衡时，两容器中CO₂的浓度不相等，故D错误；
故选D．

点评 本题考查化学平衡的有关计算，难度中等，注意B选项中可以利用代换法理解解答，避免计算的繁琐．