Question

5．向某密閉容器中充入1mol CO和2mol H₂O（g），發生反應CO+H₂O（g）$?_{△}^{催化劑}$CO₂+H₂當反應達到平衡時，CO的體積分數為x．若維持容器的體積和溫度不變，起始物質按下列四種配比充入該容器中，達到平衡時CO的體積分數小于x的是（　　）

• A． 0.5mol CO+2mol H₂O（g）+1mol CO₂+1mol H₂
• B． 1mol CO+1mol H₂O（g）+1mol CO₂+1mol H₂
• C． 0.5mol CO+1.5mol H₂O（g）+0.4mol CO₂+0.4molH₂
• D． 0.5mol CO+1.5mol H₂O（g）+0.5molCO₂+0.5mol H₂

Answer 1

分析 根據等效平衡解答，恒溫恒容下，該反應前后氣體體積不發生變化，將物質全部轉化到左邊滿足n（CO）：n（H₂O）=1：2，為等效平衡，平衡時CO的體積分數相同，不同配比達到平衡時CO的體積分數小于原平衡中CO的體積分數x，說明不同配比全部轉化到左邊應n（CO）：n（H₂O）＜1：2，據此解答．

解答 解：A、采用極限分析法，0.5 mol CO+2 mol H₂O（g）+1 mol CO₂+1 mol H₂，假如反應完全轉化為CO和H₂O物質的量為：1.5mol：3mol=1：2，反應前后氣體體積不變，平衡相同，CO的體積分數為x，故A不符合；
B、采用極限分析法，1 mol CO+1 mol H₂O（g）+1 mol CO₂+1 mol H₂，假如反應完全轉化為CO和H₂O物質的量為：2mol：2mol=1：1＞1：2，故B不符合；
C、采用極限分析法，0.5 mol CO+1.5 mol H₂O（g）+0.4 mol CO₂+0.4 mol H₂，假如反應完全轉化為CO和H₂O物質的量為：0.9mol：1.9mol＜1：2，故C符合；
D、采用極限分析法，0.5 mol CO+1.5 mol H₂O（g）+0.5 mol CO₂+0.5 mo H₂，假如反應完全轉化為CO和H₂O物質的量為1mol：2mol=1：2，當反應達到平衡時，CO的體積分數為x，故D不符合；
故選C．

點評 本題考查了化學平衡的影響因素分析，等效平衡的應用判斷，極值轉化是解題的關鍵，題目難度中等．