Question

在1L的密闭容器中，充入1mol CO和1mol H₂O （g），于850℃时进行化学反应：CO（g）+H₂O（g）?CO₂（g）+H₂（g）△H＜0，达平衡时，有50%的CO转化为CO₂．在相同温度下，将1mol CO和4mol H₂O（g）充入同样的容器中，记录0～8分钟内测得容器内各物质的物质的量如下表．t分钟时为改变条件后达平衡时所测得的数据．下列说法正确的是（　　）

时间/min	n（CO）/mol	n（H2O）/mol	n（CO2）/mol	n（H2）/mol
0	1	4	0	0
4	0.25	3.25	0.75	0.75
6	n1	n2	n3	n4
8	n1	n2	n3	n4
t	0.15	3.15	0.85	0.85

• A、前4min，用CO表示的化学反应速率为v（CO）=0.25mol/（L?min）
• B、反应在第4min时处于化学平衡状态
• C、8分钟时，混合气体中CO₂的体积分数为16%
• D、t分钟时，反应所处的温度高于850℃

Answer 1

分析：CO（g）+H₂O （g）?CO₂（g）+H₂（g）
起始（mol/L）：1         1                 0        0
转化（mol/L）：0.5       0.5               0.5      0.5
平衡（mol/L）：0.5       0.5               0.5      0.5
K=

0.5×0.5

0.5×0.5

=1，
在相同温度下，将1molCO和4molH₂O （g）充入同样的容器中，设平衡时转化了xmolCO，
                CO（g）+H₂O（g）?CO₂（g）+H₂（g）
起始（mol/L）：1       4         0        0
4min时：0.25     3.25      0.75     0.75
平衡转化（mol/L）：x     x          x       x
平衡（mol/L）：1-x     4-x         x        x
则4min时浓度商Q=

0.75×0.75

0.25×3.25

=0.69＜1，说明还没有达到平衡状态，平衡时：

x2

(1-x)(4-x)

=1，x=0.8，对于放热反应，温度越高，则平衡常数越小．

解答：解：A．前4min，用CO表示的化学反应速率为v（CO）=

1mol-0.25mol 1L

4min

=0.1875/（L?min），故A错误；
B．           CO（g）+H₂O （g）?CO₂（g）+H₂（g）
起始（mol/L）：1       1          0        0
转化（mol/L）：0.5     0.5       0.5      0.5
平衡（mol/L）：0.5     0.5       0.5      0.5
K=

0.5×0.5

0.5×0.5

=1，
在相同温度下，将1molCO和4molH₂O （g）充入同样的容器中，设平衡时转化了xmolCO，
                CO（g）+H₂O （g）?CO₂（g）+H₂（g）
起始（mol/L）：1       4              0        0
4min时：0.25    3.25           0.75     0.75
平衡转化（mol/L）：x       x             x        x
平衡（mol/L）：1-x    4-x             x        x
则4min时浓度商Q=

0.75×0.75

0.25×3.25

=0.69＜1，说明还没有达到平衡状态，
故B错误；
C．由表中数据可知6min和8min时各物质的物质的量不变，说明达到平衡状态，由B选项计算可知平衡时：

x2

(1-x)(4-x)

=1，x=0.8，反应前后气体的体积不变，则8分钟时，混合气体中CO₂的体积分数为

0.8

5

×100%=16%，故C正确；
D．在8min时，CO（g）、H₂O （g）、CO₂（g）、H₂（g）的平衡物质的量浓度分别是0.2、3.2、0.8、0.8，t分钟时，其浓度分别是0.15、3.15、0.85、0.85，此温度下的K=

0.85×0.85

0.15×3.15

=1.53＞1，该反应是放热的，所以此时的温度低于850℃，故D错误．
故选C．

点评：本题考查化学平衡的计算，题目难度中等，注意利用三段式法计算较为直观，计算平衡常数为解答该题的关键．