【題目】已知:CO(g)+H2O(g)CO2(g)+H2(g) H=– 41 kJ/mol,相同溫度下,在體積均為2L的三個恒溫密閉容器中,加入一定量的反應物發(fā)生反應。相關數(shù)據(jù)如下:

容器編號

起始時各物質物質的量/mol

達平衡過程體系能量的變化

n(CO)

n(H2O)

n(CO2)

n(H2)

1

4

0

0

放出熱量:32.8 kJ

0

0

1

4

熱量變化:Q1

1

1

2

1

熱量變化:Q2

下列說法中,不正確的是

A.若容器①中反應10min達到平衡,0至10min時間內(nèi),用CO表示的平均反應速率υ(CO)=4.0×10-2 mol/(L·min)

B.容器中,開始時υ(CO)生成>υ(CO)消耗

C.達平衡過程體系能量的變化:Q1=4Q2

D.平衡時,①與②容器中CO的體積分數(shù)相等

【答案】D

【解析】

試題分析:A、根據(jù)題給信息知若容器①中反應10min達到平衡,放出熱量:32.8 kJ ,根據(jù)反應:CO(g)+H2O(g)CO2(g)+H2(g) H=– 41 kJ/mol知參加反應的CO的物質的量為0.8mol,則0至10min時間內(nèi),用CO表示的平均反應速率υ(CO)=n/Vt=4.0×10-2 mol/(L·min),正確;B、根據(jù)容器中數(shù)據(jù)計算反應達到平衡時各物質的濃度為c(CO)=0.1mol/L、c(H2O)=1.6mol/L、c(CO2)=0.4mol/L、c(H2)=0.4mol/L,則K=1,根據(jù)容器數(shù)據(jù)計算Q=2,Q>K,反應逆向進行,則開始時υ(CO)生成>υ(CO)消耗,正確;C、三個容器中溫度相同,平衡常數(shù)相同,均為1.利用三行式分析。設容器轉化的CO2的物質的量為x。

CO(g)+H2O(g)CO2(g)+H2(g)

起始(mol)0 0 1 4

轉化(mol)x x x x

平衡(mol)x x (1-x) (4-x)

則(4-x)(1-x)/x2=1,解得x=0.8mol;

設容器轉化的CO2的物質的量為y。

CO(g)+H2O(g)CO2(g)+H2(g)

起始(mol)1 1 2 1

轉化(mol)y y y y

平衡(mol)(1+y)(1+y) (2-y) (1-y)

則(1-y)(2-y)/(1+y)2=1,解得y=0.2mol;則達平衡過程體系能量的變化:Q1=4Q2,正確;D、根據(jù)題給數(shù)據(jù)和C項計算,平衡時,①中CO的體積分數(shù)為4%,②容器中CO的體積分數(shù)為16%,CO的體積分數(shù)不相等,錯誤。

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