问题 选择题

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

答案

CD

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。

单项选择题 A1/A2型题
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