《2025年赢在微点轻松课堂微讲小本高中化学选择性必修1》

【例3】 在某密闭容器中把$\ce{CO}$和$\ce{H_{2}O}$的混合物加热到$800\ ^{\circ}C$，存在平衡$\ce{CO(g)} + \ce{H_{2}O(g)}\rightleftharpoons \ce{CO_{2}(g)} + \ce{H_{2}(g)}$，且平衡常数$K = 1$。若在$2\ L$的密闭容器中充入$1\ mol\ \ce{CO}$和$1\ mol\ \ce{H_{2}O}$的混合物并加热到$800\ ^{\circ}C$，则平衡时$\ce{CO}$的转化率为 （ ）
A. $40\%$
B. $50\%$
C. $60\%$
D. $83.3\%$

答案： B@@解析 设$CO$的转化率为$x$。则： $CO(g)+H_{2}O(g)\rightleftharpoons CO_{2}(g)+H_{2}(g)$ $n_{始}/mol$ $1$ $1$ $0$ $0$ $n_{变}/mol$ $x$ $x$ $x$ $x$ $n_{平}/mol$ $1 - x$ $1 - x$ $x$ $x$ 由$K=\frac{c(CO_{2})\cdot c(H_{2})}{c(CO)\cdot c(H_{2}O)}$，知$\frac{\frac{x}{2}\times\frac{x}{2}}{\frac{1 - x}{2}\times\frac{1 - x}{2}} = 1$，解得$x = 0.5$，则$\alpha(CO)=50\%$。

【变式训练】
3. 在一定温度下，反应：$\frac{1}{2}\ce{H_{2}(g)} + \frac{1}{2}\ce{X_{2}(g)}\rightleftharpoons \ce{HX(g)}$的平衡常数为$10$，若将$1.0\ mol\ \ce{HX(g)}$通入体积为$1.0\ L$的密闭容器中，在该温度下$\ce{HX(g)}$的最大分解率接近于（ ）
A. $5\%$
B. $17\%$
C. $25\%$
D. $35\%$

答案： B@@解析 该温度下$HX(g)\rightleftharpoons\frac{1}{2}H_{2}(g)+\frac{1}{2}X_{2}(g)$的平衡常数$K'=\frac{1}{K}=\frac{1}{10}$。 设$HX$的分解率为$x$，则 $HX(g)\rightleftharpoons\frac{1}{2}H_{2}(g)+\frac{1}{2}X_{2}(g)$ 起始/$(mol\cdot L^{-1})$ $1$ $0$ $0$ 转化/$(mol\cdot L^{-1})$ $x$ $\frac{1}{2}x$ $\frac{1}{2}x$ 平衡/$(mol\cdot L^{-1})$ $1 - x$ $\frac{1}{2}x$ $\frac{1}{2}x$ $K'=\frac{c^{\frac{1}{2}}(H_{2})\cdot c^{\frac{1}{2}}(X_{2})}{c(HX)}=\frac{(\frac{1}{2}x)^{\frac{1}{2}}\cdot(\frac{1}{2}x)^{\frac{1}{2}}}{1 - x}=\frac{\frac{1}{2}x}{1 - x}=\frac{1}{10}$ 解得$x=\frac{1}{6}\approx17\%$。

1. 在一定条件下，气体参与的某正反应方向$\Delta H0$的可逆反应达到化学平衡时，下列说法不正确的是 （ ）
A. 反应物的浓度一定等于生成物的浓度
B. 反应体系中压强恒定
C. 反应体系中混合物的组成保持不变
D. 反应体系中温度不变

答案： A@@解析 对于放热的可逆反应，达到平衡时，反应物与生成物的浓度不一定相等，A项错误；可逆反应达到平衡时，正、逆反应速率相等，气体分子数保持不变，反应体系中压强恒定，混合物的组成保持不变，反应体系中温度不变，B、C、D三项正确。

2. 一定温度下，在某固定容积的密闭容器中发生可逆反应$\mathrm{A}(\mathrm{s}) + 3\mathrm{B}(\mathrm{g})\rightleftharpoons 3\mathrm{C}(\mathrm{g})$，该反应达到平衡状态的标志是 （ ）
A. 密闭容器内物质的总质量不再改变
B. 密闭容器内气体的压强不再改变
C. 密闭容器内混合气体的总物质的量不再改变
D. 密闭容器内混合气体的质量不再改变

答案： D@@解析 根据质量守恒定律知，反应前后物质的总质量相等，故A项不符合题意；该反应是气体分子数相等的反应，反应过程中混合气体的总物质的量始终不变，密闭容器内气体的压强也不变，故B、C两项不符合题意；由于有固体物质参加反应，所以达到平衡前混合气体的质量是不断变化的，若混合气体的质量不再变化，则说明反应达到了平衡状态，故D项符合题意。