Question

一定条件下存在反应：CO(g)+H₂O(g)CO₂(g)+H₂(g)，其正反应放热。现有三个相同的2L恒容绝热(与外界没有热量交换) 密闭容器Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ，在Ⅰ中充入1 mol CO和1 mol H₂O，在Ⅱ中充入1 mol CO₂和1 mol H₂，在Ⅲ中充入2 mol CO 和2 mol H₂O，700℃条件下开始反应。达到平衡时，下列说法正确的是（   ）

A．容器Ⅰ、Ⅱ中正反应速率相同

B．容器Ⅰ、Ⅲ中反应的平衡常数相同

C．容器Ⅰ中CO 的物质的量比容器Ⅱ中的多

D．容器Ⅰ中CO 的转化率与容器Ⅱ中CO₂的转化率之和小于1

 

Answer 1

【答案】

CD

【解析】此题先将文字信息转化成图表。

CO(g)+H₂O(g)  CO₂(g)+H₂(g)   H＜0

Ⅰ（mol）  1      1          0      0    平衡后容器温度升高（T₁＞700℃）   

Ⅱ（mol）  0      0          1      1    平衡后容器温度降低（T₂＜700℃）

Ⅲ（mol）  2      2          0      0    平衡后容器温度升高（T₃＞T₁＞700℃）

容器是恒容的绝热体系，与外界没有热量交换。容器Ⅰ、Ⅲ反应都向右进行，容器温度会升高，正反

应放热，温度升高会抑制正反应进行的程度，同时容器Ⅲ起始投料是Ⅰ的两倍，因此平衡后T₃＞T₁＞700℃。而容器Ⅱ反应向左进行，容器温度会降低，也会抑制向左进行的程度，同时T₂＜700℃＜T₁。

三个容器先假设在相同的温度下反应（恒温下），容器Ⅰ和Ⅱ达到平衡后，此时是完全的等效平衡；

因为该反应是等体积反应，容器Ⅰ和Ⅲ投料比相同，平衡后则也是等效平衡。然后再对容器Ⅰ和Ⅲ升温，对容器Ⅱ降温，则容器Ⅰ和Ⅲ平衡向左移，容器Ⅱ平衡向右移，此时三个容器平衡后都不等效了。

达到平衡后，A项，容器Ⅰ的温度比Ⅱ高，反应速率也要快。B项，平衡后容器Ⅲ的温度要比容器Ⅰ要高，所以平衡常数不相等，且Ⅰ＞Ⅲ。C项，恒温时，容器Ⅰ和Ⅱ完全等效，两个容器中的CO的物质的量相等，再到绝热体系，对容器Ⅰ升温，对容器Ⅱ降温，Ⅰ平衡向左移，容器Ⅱ平衡向右移，平衡后CO的物质的量，Ⅰ＞Ⅱ，C项正确。D项，恒温时，容器Ⅰ和Ⅱ完全等效，容器Ⅰ中CO的转化率与容器Ⅱ中CO₂的转化率之和等于1，再到绝热体系，对容器Ⅰ升温，对容器Ⅱ降温，Ⅰ平衡向左移，容器Ⅱ平衡向右移，容器Ⅰ中CO的转化率减小，容器Ⅱ中CO₂的转化率也减小，则容器Ⅰ中CO的转化率与容器Ⅱ中CO₂的转化率之和小1，D项正确。

【考点定位】本题考查化学平衡移动原理及其应用。难度很大。