Question

某溫度下，反應H₂（g）+CO₂（g）?H₂O（g）+CO（g）的平衡常數K=

9

4

．該溫度下在體積均為10L的三個密閉容器中分別加入反應物，起始加入量如下圖所示：

起始量	甲	乙	丙
H2（mol）	1	2	2
CO2（mol）	1	1	2

下列判斷不正確的是（　　）

• A、反應開始時，甲中的反應速率最慢，丙中的反應速率最快
• B、平衡時，甲和丙中CO₂的轉化率相等，均是60%
• C、平衡時，乙中H₂的轉化率大于60%
• D、平衡時，丙中c（H₂） 是0.08 mol?L^-1

Answer 1

分析：A、溫度相同，通過反應物濃度大小比較化學反應速率大小；
B、利用化學平衡常數計算出甲中各物質的濃度，體積不變，反應前后計量數之和相同，甲和丙為等效平衡，可以得出答案；
C、可以看到乙比甲多加了1molH₂，可以比較甲H₂中的轉化率；
D、甲和丙是等效平衡，各物質濃度為甲濃度的2倍．

解答：解：A、溫度相同時，甲乙丙反應物濃度依次增大，反應速率也依次增大，故A錯誤；
B、甲容器中：c（CO₂）=c（H₂）=

1mol

10L

=0.1mol?L^-1，設 H₂轉化的濃度為xmol?L^-1．
                   H₂（g）+CO₂（g）?H₂O（g）+CO（g）
起始（1mol?L^-1）      0.1          0.1             0            0   
轉化（1mol?L^-1）      x             x              x              x 
平衡（1mol?L^-1）     0.1-x        0.1-x            x              x
化學平衡常數k=

x2

(0.1-x)2

=

9

4

，x=0.06mol?L^-1
CO₂的轉化率=H₂的轉化率

0.06mol?L-1

0.1mol?L-1

×100%=60%，
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，根據計算得出甲中H₂的轉化率均是60%，所以丙中H₂的轉化率均是60%，故B錯誤；
C、乙和甲相比，相當于在甲的基礎上增加了氫氣的量，所以氫氣的轉化率小于甲中的轉化率，即小于60%，故C正確；
D、平衡時，甲中c（H₂）=（0.1-0.06）mol?L^-1=0.04mol?L^-1，所以丙中c（H₂）=0.08 mol?L^-1，故D錯誤；
故選C．

點評：本題考查化學平衡的計算、化學平衡常數、轉化率和等效平衡；其中恒溫恒容下，反應前后計量數之和相同時，反應物濃度等比，則達平衡后與原平衡等效，即轉化率、百分含量、體積分數，相同．