将1molCO和1molH2O充入容器中,在催化剂存在下发生反应H2O (g)+CO(g) H2 (g)+CO2(g)达到平衡时,发现有50%的CO转化为CO2.在其他条件不变的情况下,若将1molCO和2molH2O充入反应器中,则反应达平衡后,混合气体中CO2的体积分数可能为(  )A. 19B. 16C. 29D. 12

问题描述:

将1molCO和1molH2O充入容器中,在催化剂存在下发生反应H2O (g)+CO(g) H2 (g)+CO2(g)
达到平衡时,发现有50%的CO转化为CO2.在其他条件不变的情况下,若将1molCO和2molH2O充入反应器中,则反应达平衡后,混合气体中CO2的体积分数可能为(  )
A.

1
9

B.
1
6

C.
2
9

D.
1
2

由到平衡时,发现有50%的CO转化为CO2,则
   H2O (g)+CO(g) H2 (g)+CO2(g)
开始1         1                  0        0
转化 0.5      0.5                0.5      0.5
平衡 0.5      0.5                0.5      0.5
则CO2的体积分数为

0.5
0.5+0.5+0.5+0.5
=
1
4

若将1molCO和2molH2O充入反应器,CO的转化率为100%,则
    H2O (g)+CO(g) H2 (g)+CO2(g)
开始2         1                  0        0
转化 1        1                   1       1
平衡 1        0                   1       1
CO2的体积分数为
1
1+0+1+1
=
1
3

即CO的转化率介于50%--100%之间,所以CO2的体积分数介于
1
4
--
1
3
之间,
2
9
介于
1
6
--
1
3
之间,故选C.
答案解析:利用达到平衡时,发现有50%的CO转化为CO2,根据化学平衡的三段法计算出平衡时的量,然后计算混合气体中CO2的体积分数;
若将1molCO和2molH2O充入反应器,增大了水的量,将促进CO的转化,假设转化率为100%来计算混合气体中CO2的体积分数;
根据CO的转化率的范围来确定CO2的体积分数的范围即可判断答案.
考试点:化学平衡的计算;化学平衡的影响因素.
知识点:本题考查学生利用化学平衡的三段法计算,明确转化率及体积分数的计算方法及利用转化率确定CO2的体积分数的范围是解答本题的关键.