Question

9．某溫度下，H₂（g）+CO₂（g）?H₂O（g）+CO（g）的平衡常數K=$\frac{9}{4}$．該溫度下在甲、乙、丙三個恒容密閉容器中，投入H₂（g）和CO₂（g），其起始濃度如下表所示．

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

下列判斷不正確的是（　　）

• A． 平衡時，丙中c（CO₂）是甲中的2倍，是0.012mol/L
• B． 反應開始時，丙中的反應速率最快，甲中的反應速率最慢
• C． 平衡時，乙中CO₂的轉化率大于60%
• D． 平衡時，甲中和丙中H₂的轉化率均是60%

Answer 1

分析 A．設甲中平衡時c（CO₂）為xmol/L，
           H₂（g）+CO₂（g）?H₂O（g）+CO（g）
開始（mol/L）0.010   0.010    0       0
反應（mol/L）（0.010-x）（0.010-x）（0.010-x）（0.010-x）
平衡（mol/L）x       x     （0.010-x）  （0.010-x）
化學平衡常數K=$\frac{（0.010-x）．（0.010-x）}{x．x}$=$\frac{9}{4}$，x=0.004
該反應前后氣體計量數之和不變，增大壓強平衡不移動；
B．反應物濃度越大、壓強越大反應速率越大；
C．乙與甲相比，乙中氫氣濃度大于甲，平衡正向移動，氫氣濃度越大導致二氧化碳轉化率越大；
D．甲和丙對比，并相當于是在甲的基礎上又加倍增大了物質的加入量，但是對于化學反應前后體積不變的反應，增大壓強，化學平衡不移動，物質的轉化率不變．

解答 解：A．設甲中平衡時c（CO₂）為xmol/L，
           H₂（g）+CO₂（g）?H₂O（g）+CO（g）
開始（mol/L）0.010   0.010    0       0
反應（mol/L）（0.010-x）（0.010-x）（0.010-x）（0.010-x）
平衡（mol/L）x       x     （0.010-x）  （0.010-x）
化學平衡常數K=$\frac{（0.010-x）．（0.010-x）}{x．x}$=$\frac{9}{4}$，x=0.004
該反應前后氣體計量數之和不變，增大壓強平衡不移動，所以平衡時二氧化碳濃度是甲中二倍，為0.008mol/L，故A錯誤；
B．反應物濃度越大、壓強越大反應速率越大，壓強大小順序是丙＞乙＞甲，則反應速率丙＞乙＞甲，故B正確；
C．乙與甲相比，乙中氫氣濃度大于甲，平衡正向移動，氫氣濃度越大導致二氧化碳轉化率越大，甲中二氧化碳轉化率=$\frac{（0.01-0.004）mol/L}{0.01mol/L}×100%$=60%，乙中二氧化碳轉化率大于甲，則乙中二氧化碳轉化率大于60%，
故C正確；
D．甲和丙對比，并相當于是在甲的基礎上又加倍增大了物質的加入量，但是對于化學反應前后體積不變的反應，增大壓強，化學平衡不移動，物質的轉化率不變，根據C知，甲、丙中二氧化碳轉化率都是60%，故D正確；
故選A．

點評 本題考查化學平衡有關計算，為高頻考點，明確壓強不影響該反應平衡移動是解本題關鍵，注意甲丙采用對比方法進行分析解答，題目難度不大．