Question

11．某溫度下，H₂（g）+CO₂ （g）?H₂O（g）+CO（g）的平衡常數(shù)K=$\frac{9}{4}$，該溫度下在甲、乙、丙三個(gè)恒容密閉容器中，投入H₂ （g）和CO₂ （g），其起始濃度如表所示，下列判斷不正確的是（　�。�

起始濃度	甲	乙	丙
c（H2）/mol•L-1	0.010	0.020	0.020
c（CO2）/mol•L-1	0.010	0.010	0.020

• A． 平衡時(shí)，乙中CO₂的轉(zhuǎn)化率大于60%
• B． 平衡時(shí)，甲中和丙中H₂的轉(zhuǎn)化率均是60%
• C． 平衡時(shí)，丙中c（CO₂）是甲中的2倍，是0.008 mol•L^-1
• D． 反應(yīng)開始時(shí)，乙中的反應(yīng)速率最快，甲中的反應(yīng)速率最慢

Answer 1

分析 對(duì)于甲容器：H₂（g）+CO₂（g）?H₂O（g）+CO（g）
開始（mol/L）：0.01   0.01     0        0
變化（mol/L）：x       x       x        x
平衡（mol/L）：0.01-x  0.01-x  x        x
所以$\frac{x×x}{（0.01-x）×（0.01-x）}$=$\frac{9}{4}$，解得x=0.006．
A．由上述計(jì)算可知，甲容器內(nèi)二氧化碳的轉(zhuǎn)化率為60%，恒溫恒容下，乙中氫氣的起始濃度比甲中氫氣的起始濃度大，故乙中二氧化碳的轉(zhuǎn)化率比甲中高；
B．甲、丙兩容器內(nèi)起始濃度n（H₂）：n（CO₂）=1：1，反應(yīng)H₂（g）+CO₂（g）?H₂O（g）+CO（g）前后氣體的體積不變，恒溫恒容下，甲、丙為等效平衡，平衡時(shí)甲、丙中H₂的轉(zhuǎn)化率均相等；
C．甲、丙為等效平衡，平衡時(shí)甲、丙中CO₂的轉(zhuǎn)化率相等；
D．濃度越大反應(yīng)速率越快．

解答 解：對(duì)于甲容器：H₂（g）+CO₂（g）?H₂O（g）+CO（g）
開始（mol/L）：0.01   0.01      0       0
變化（mol/L）：x       x        x       x
平衡（mol/L）：0.01-x  0.01-x   x       x
所以$\frac{x×x}{（0.01-x）×（0.01-x）}$=$\frac{9}{4}$，解得x=0.006．
A．由上述計(jì)算可知，甲容器內(nèi)二氧化碳的轉(zhuǎn)化率為$\frac{0.006mo/L}{0.01mol/L}$×100%=60%，恒溫恒容下，乙中氫氣的起始濃度比甲中氫氣的起始濃度大，故乙中二氧化碳的轉(zhuǎn)化率比甲中高，故平衡時(shí)，乙中CO₂的轉(zhuǎn)化率大于60%，故A正確；
B．甲、丙兩容器內(nèi)起始濃度n（H₂）：n（CO₂）=1：1，反應(yīng)H₂（g）+CO₂（g）?H₂O（g）+CO（g）前后氣體的體積不變，恒溫恒容下，甲、丙為等效平衡，平衡時(shí)甲、丙中H₂的轉(zhuǎn)化率均相等，由上述計(jì)算可知，甲容器內(nèi)氫氣的轉(zhuǎn)化率為$\frac{0.006mo/L}{0.01mol/L}$×100%=60%，故B正確；
C．由上述計(jì)算可知，平衡時(shí)甲容器內(nèi)c（CO₂）=（0.01-x ）mol/L=0.004mol/L，甲、丙為等效平衡，平衡時(shí)，甲、丙中CO₂的轉(zhuǎn)化率相等，由A中計(jì)算可知為60%，故平衡時(shí)丙容器內(nèi)c（CO₂）=0.02mol/L×（1-60%）=0.008mol/L，丙中c（CO₂）是甲中的2倍，故C正確；
D．濃度越大反應(yīng)速率越快，由表中數(shù)據(jù)可知，甲、乙容器內(nèi)，開始CO₂濃度相等，乙中H₂濃度比甲中濃度大，所以速率乙＞甲，乙、丙容器內(nèi)，開始H₂濃度相等，丙中CO₂濃度比乙中濃度大，所以速率丙＞乙，故速率丙＞乙＞甲，故D錯(cuò)誤，
故選：D．

點(diǎn)評(píng) 本題考查化學(xué)平衡計(jì)算、等效平衡、外界條件對(duì)反應(yīng)速率的影響等，難度中等，注意三段式解題法的運(yùn)用，判斷甲、丙為等效平衡是解題關(guān)鍵．