Question

某温度下，H₂（g）+CO₂（g）?H₂O（g）+CO（g）  的平衡常数K=．该温度下在甲、乙、丙三个恒容密闭容器中，投入H₂（g）和CO₂（g），其起始浓度如表所示．下列判断不正确的是（ ）

起始浓度	甲	乙	丙
c（H2）/mol/L	0.010	0.020	0.020
c（CO2）/mol/L	0.010	0.010	0.020

A．平衡时，乙中CO₂的转化率大于60%
B．平衡时，甲中和丙中H₂的转化率均是60%
C．平衡时，丙中c（CO₂）是甲中的2倍，是0.012mol/L
D．反应开始时，丙中的反应速率最快，甲中的反应速率最慢

Answer 1

【答案】分析：反应H₂（g）+CO₂（g）?H₂O（g）+CO（g）前后气体的体积不变，恒温恒容下，甲、乙、丙中平衡常数相同．由表中数据可知，该温度下在甲、丙两容器内起始浓度n（H₂）：n（CO₂）=1：1，甲、丙为等效平衡．乙中氢气的起始浓度比甲中氢气的起始浓度大，故乙中二氧化碳的转化率比甲中高．根据三段式结合平衡常数计算出甲容器内，平衡时个物质的浓度变化量、平衡浓度．
A、计算甲容器内二氧化碳的转化率，乙中氢气的起始浓度比甲中氢气的起始浓度大，故乙中二氧化碳的转化率比甲中高．
B、甲、丙为等效平衡，甲中和丙中H₂的转化率均相等，根据三段式计算甲中氢气的转化率．
C、甲、丙为等效平衡，甲中和丙中CO₂的转化率均相等，根据三段式计算平衡时甲中的CO₂的浓度、转化率，进而计算丙中CO₂的浓度．
D、浓度越大反应速率越快．
解答：解：对于甲容器：H₂（g）+CO₂（g）H₂O（g）+CO（g）
开始（mol/L）：0.01     0.01                0       0
变化（mol/L）：x         x                  x       x
平衡（mol/L）：0.01-x     0.01-x             x       x
所以=，解得x=0.006
A、由上述计算可知，甲容器内二氧化碳的转化率为×100%=60%，恒温恒容下，乙中氢气的起始浓度比甲中氢气的起始浓度大，故乙中二氧化碳的转化率比甲中高，故平衡时，乙中CO₂的转化率大于60%，故A正确；
B、恒温恒容下，由表中数据可知，该温度下在甲、丙两容器内起始浓度n（H₂）：n（CO₂）=1：1，反应H₂（g）+CO₂（g）?H₂O（g）+CO（g）前后气体的体积不变，故甲、丙为等效平衡，平衡时，甲中和丙中H₂的转化率均相等，由上述计算可知，甲容器内氢气的转化率为×100%=60%，故甲中和丙中H₂的转化率均为60%，故B正确；
C、由上述计算可知，平衡时甲容器内c（CO₂）=（0.01-x ）mol/L=0.004mol/L，甲、丙为等效平衡，平衡时，甲中和丙中CO₂的转化率相等，由A中计算可知为60%，故平衡时丙容器内c（CO₂）=0.02mol/L×（1-60%）=0.008mol/L，平衡时，丙中c（CO₂）是甲中的2倍，是0.008mol/L，故C错误；
D、浓度越大反应速率越快，由表中数据可知，甲、乙容器内，开始CO₂浓度相等，乙中H₂浓度比甲中浓度大，所以速率乙＞甲，乙、丙容器内，开始H₂浓度相等，丙中CO₂浓度比乙中浓度大，所以速率丙＞乙，故速率丙＞乙＞甲，故D正确．
故选：C．
点评：考查化学平衡计算、等效平衡、外界条件对反应速率的影响等，浓度中等，注意三段式解题法的运用，判断甲、丙为等效平衡是解题关键．