Question

在一定條件下，向密閉容器中按3：2的體積比充入CO和水蒸氣使其反應，當CO+H₂O（g）?CO₂+H₂達到平衡時，水蒸氣與H₂的體積分數相等，下列敘述中錯誤的是（　　）

A．平衡時CO的體積分數為40%

B．平衡時CO的轉化率為25%

C．平衡時水的轉化率為50%

D．平衡時混合氣體的平均相對分子質量為24

Answer 1

分析：令開始通入CO、水蒸氣的物質的量分別為3mol、2mol，反應前后氣體的體積不變，平衡時水蒸氣與H₂的體積分數相等，說明平衡時水蒸氣與H₂的物質的量相等，令反應的CO的物質的量為xmol，根據方程式表示計算平衡時CO、水蒸氣的物質的量，進而計算二者轉化率，CO的體積分數，混合氣體總質量不變，總的物質的量不變，平衡后平均相對分子質量等于反應前的平均相對分子質量，根據

.

M

=

m總

n總

計算．

解答：解：令開始通入CO、水蒸氣的物質的量分別為3mol、2mol，反應前后氣體的體積不變，平衡時水蒸氣與H₂的體積分數相等，說明平衡時水蒸氣與H₂的物質的量相等，
令反應的CO的物質的量為xmol，則：
  CO+H₂O（g）?CO₂+H₂
xmol xmol      xmol
故2mol-xmol=xmol，所以x=1，
A．平衡時CO的物質的量為3mol-1mol=2mol，CO的體積分數為

2mol

3mol+2mol

=40%，故A正確；
B．平衡時CO的轉化率=

1mol

3mol

×100%=33.3%，故B錯誤；
C．平衡時水的轉化率=

1mol

2mol

×100%=50%，故C正確；
D．混合氣體總質量不變，總的物質的量不變，平衡后平均相對分子質量等于反應前的平均相對分子質量，為

3×28+2×18

3+2

=24，故D正確，
故選B．

點評：本題考查化學平衡的有關計算，難度中等，根據方程式特征與氫氣與水蒸氣的體積關系確定二者物質的量相等是解題關鍵．