Question

（2013?西城區(qū)一模）已知：CO（g）+H2O（g）?CO2（g）+H2（g）△H=-41kJ/mol相同溫度下，在體積相同的兩個(gè)恒溫密閉容器中，加入一定量的反應(yīng)物發(fā)生反應(yīng)．相關(guān)數(shù)據(jù)如下： 容器編號(hào) 起始時(shí)各物質(zhì)物質(zhì)的量/mol 達(dá)平衡過程體系 能量的變化 CO H2O CO2 H2 ① 1 4 0 0 放出熱量：32.8 kJ ② 0 0 1 4 熱量變化：Q 下列說法中，不正確的是（　�。�

A．容器①中反應(yīng)達(dá)平衡時(shí)，CO的轉(zhuǎn)化率為80%

B．容器①中CO的轉(zhuǎn)化率等于容器②中CO₂的轉(zhuǎn)化率

C．平衡時(shí)，兩容器中CO₂的濃度相等

D．容器①中CO反應(yīng)速率等于H₂O的反應(yīng)速率

Answer 1

分析：A、根據(jù)平衡時(shí)放出的熱量，結(jié)合熱化學(xué)方程式計(jì)算參加反應(yīng)的CO的物質(zhì)的量，再根據(jù)轉(zhuǎn)化率定義計(jì)算；
B、容器①②溫度相同，同一可逆反應(yīng)正逆平衡常數(shù)互為倒數(shù)，根據(jù)容器①計(jì)算平衡常數(shù)，令容器②中CO₂的物質(zhì)的量變化量為amol，表示出平衡時(shí)各組分的物質(zhì)的量，反應(yīng)前后氣體的體積不變，利用物質(zhì)的量代替濃度代入平衡常數(shù)表達(dá)式計(jì)算a的值，進(jìn)而計(jì)算CO₂的轉(zhuǎn)化率，
C、根據(jù)B中的計(jì)算判斷；
D、速率之比等于化學(xué)計(jì)量數(shù)之比．

解答：解：A、平衡時(shí)放出的熱量為32.8 kJ，故參加反應(yīng)的CO的物質(zhì)的量

32.8 kJ

41kJ

×1mol=0.8mol，CO的轉(zhuǎn)化率為

0.8mol

1mol

×100%=80%，故A正確；
B、容器①②溫度相同，平衡常數(shù)相同，根據(jù)容器①計(jì)算平衡常數(shù)，由A計(jì)算可知，平衡時(shí)CO的物質(zhì)的量變化量為0.8mol，則：CO（g）+H₂O（g）?CO₂（g）+H₂（g）
開始（mol）：1       4         0       0
變化（mol）：0.8     0.8       0.8     0.8
平衡（mol）：0.2     3.2       0.8     0.8
故平衡常數(shù)k=

0.8×0.8

0.2×3.2

=1，
故容器②中的平衡常數(shù)為1，令容器②中CO₂的物質(zhì)的量變化量為amol，則：
            CO₂（g）+H₂（g）?CO（g）+H₂O（g）
開始（mol）：1       4         0       0
變化（mol）：a       a         a      a
平衡（mol）：1-a     4-a       a      a
所以

a×a

(1-a)×(4-a)

，解得a=0.8
CO₂的轉(zhuǎn)化率為

0.8mol

1mol

×100%=80%，故B正確；
C、由A中計(jì)算可知容器①平衡時(shí)CO₂的物質(zhì)的量為0.8mol，由B中計(jì)算可知容器②中CO₂的物質(zhì)的量為1mol-0.8mol=0.2mol，容器的體積相同，平衡時(shí)，兩容器中CO₂的濃度不相等，故C錯(cuò)誤；
D、速率之比等于化學(xué)計(jì)量數(shù)之比，故容器①中CO反應(yīng)速率等于H₂O的反應(yīng)速率，故D正確；
故選C．

點(diǎn)評(píng)：本題考查化學(xué)平衡的有關(guān)計(jì)算，難度中等，注意C選項(xiàng)中可以利用代換法理解解答．