Question

将1mol CO和1mol H2O（g）充入某固定容积的反应器中，在某条件下达到平衡：

Answer 1

解题思路：平衡时参加反应的CO为0.5mol，根据三段式解题法，求出平衡时各组分的物质的量，

（1）平衡时CO₂的物质的量分数=[二氧化碳物质的量/混合气体总物质的量]；

（2）温度不变的条件下向该平衡体系中再充入一定量的氩气，容器的容积不变，反应混合物各组分浓度不变，平衡不移动；

（3）平衡后再充入1mol CO₂和1mol H₂，等效为在原平衡的基础上增大压强，平衡不移动，二氧化碳的物质的量分数不变；

（4）根据原平衡计算该温度下平衡常数，充入1mol CO₂、lmol H₂和1mol H₂O，反应向逆反应进行建立平衡，令参加反应的H₂物质的量为nmol，根据三段式解题法，用n表示出平衡时各组分的物质的量，代入平衡常数k计算，据此解答．

平衡时参加反应的CO为1mol×[1/2]=0.5mol，则：

CO（g）+H₂O（g）⇌H₂（g）+CO₂（g），

起始（mol）：110 0

变化（mol）：0.5 0.5 0.5 0.5

平衡（mol）：0.5 0.5 0.5 0.5

（1）反应前后气体的体积不变，所以平衡时，混合气体的总的物质的量为1mol+1mol=2mol，

所以平衡混合物中CO₂的物质的量发生=[0.5mol/2mol]×100%=25%．

故答案为：25%；

（2）温度不变的条件下向该平衡体系中再充入一定量的氩气，容器的容积不变，反应混合物各组分浓度不变，平衡不移动，CO的转化率不变，

故答案为：不变；

（3）平衡后再充入1mol CO₂和1mol H₂，等效为在原平衡的基础上增大压强，平衡不移动，二氧化碳的物质的量分数不变为25%，

故答案为：25%；

（4）该温度下，平衡常数k=[0.5×0.5/0.5×0.5]=1，

充入1mol CO₂、lmol H₂和1mol H₂O，反应向逆反应进行建立平衡，令参加反应的H₂物质的量为nmol，

CO（g）+H₂O（g）⇌H₂（g）+CO₂（g），

起始（mol）：01 11

转化（mol）：nnnn

平衡（mol）：n1+n1-n1-n

所以

(1−n)×(1−n)

n×(1+n)=1，解得n=[1/3]

反应前后气体的体积不变，所以平衡时，混合气体的总的物质的量为1mol+1mol+1mol=3mol，

平衡混合物中CO₂的体积分数为

1mol−

1

3mol

3mol×100%=22.2%

故答案为：B．

点评：

本题考点： 化学平衡的影响因素；化学平衡的计算．

考点点评： 本题考查化学平衡的有关计算，难度中等，侧重考查等效平衡与平衡常数的运用，注意掌握三段式解题法．