Question

某温度下，H₂(g)＋CO₂(g) H₂O(g)＋CO(g)的平衡常数K=9/4，该温度下在甲、乙、丙三个体积相同的恒容密闭容器中，投入H₂(g)和CO₂(g)，其起始浓度如下表所示,

起始浓度	甲	乙	丙
c(H2)(mol/L)	0.010	0.020	0.020
c(CO2)(mol/L)	0.010	0.010	0.020

下列判断不正确的是：

A. 平衡时，甲中和丙中H₂的转化率均是60%

B. 平衡时， 乙中H₂的转化率大于60%

C. 平衡时，丙中c(CO)是甲中的2倍，是0.012 mol/L

D. 反应开始时，丙中的反应速率最快，甲中的反应速率最慢

Answer

B

【解析】

反应H2（g）+CO2（g）H2O（g）+CO（g）前后气体的体积不变，恒温恒容下，甲、乙、丙中平衡常数相同．由表中数据可知，该温度下在甲、丙两容器内起始浓度n（H2）：n（CO2）=1：1，甲、丙为等效平衡．乙中氢气的起始浓度比甲中氢气的起始浓度大，故乙中二氧化碳的转化率比甲中高．根据三段式结合平衡常数计算出甲容器内，平衡时各物质的浓度变化量、平衡浓度；

A、计算甲容器内二氧化碳的转化率，乙中氢气的起始浓度比甲中氢气的起始浓度大，故乙中二氧化碳的转化率比甲中高；

B、甲、丙为等效平衡，甲中和丙中H2的转化率均相等，根据三段式计算甲中氢气的转化率；

C、甲、丙为等效平衡，甲中和丙中CO2的转化率均相等，根据三段式计算平衡时甲中的CO2的浓度、转化率，进而计算丙中CO的浓度；

D、浓度越大反应速率越快。

对于甲容器： H2（g）+CO2（g）H2O（g）+CO（g）

开始（mol/L）：0.01 0.01 0 0

变化（mol/L）：x x x x

平衡（mol/L）：0.01-x 0.01-x x x

所以 =，解得x=0.006，

A、恒温恒容下，由表中数据可知，该温度下在甲、丙两容器内起始浓度n（H2）：n（CO2）=1：1，反应H2（g）+CO2（g）H2O（g）+CO（g）前后气体的体积不变，故甲、丙为等效平衡，平衡时，甲中和丙中H2的转化率均相等，由上述计算可知，甲容器内氢气的转化率为×100%=60%，故甲中和丙中H2的转化率均为60%，选项A正确；

B、由上述计算可知，甲容器内氢气的转化率为×100%=60%，恒温恒容下，乙中氢气的起始浓度比甲中氢气的起始浓度大，故乙中氢气的转化率比甲中低，故平衡时，乙中H2的转化率小于60%，选项B不正确；

C、由上述计算可知，平衡时甲容器内c（CO）=xmol/L=0.006mol/L，甲、丙为等效平衡，平衡时，甲中和丙中CO2的转化率相等，由A中计算可知为60%，故平衡时丙容器内c（CO）=0.02mol/L×60%=0.012mol/L，平衡时，丙中c（CO）是甲中的2倍，选项C正确；

D、浓度越大反应速率越快，由表中数据可知，甲、乙容器内，开始CO2浓度相等，乙中H2浓度比甲中浓度大，所以速率乙＞甲，乙、丙容器内，开始H2浓度相等，丙中CO2浓度比乙中浓度大，所以速率丙＞乙，故速率丙＞乙＞甲，选项D正确。

答案选B。