Question

將不同量的H₂O(g)和CO氣體分別通入到一體積為1 L的恒容密閉容器中進(jìn)行反應(yīng)：H₂O(g)＋CO(g)CO₂(g)＋H₂(g)；得到以下三組數(shù)據(jù)，據(jù)此回答下列問題：

實(shí)驗(yàn)組	溫度	起始量	平衡量	達(dá)到平衡所需時(shí)間
H2O	CO	H2	CO
1	650℃	1 mol	2 mol	0.8 mol	1.2 mol	5 min
2	900℃	0.5 mol	1 mol	0.2 mol	0.8 mol	3 min
3	900℃	a	b	c	d	t

(1)①由以上數(shù)據(jù)，實(shí)驗(yàn)1中以v(CO₂)表示的反應(yīng)速率為__________。

②該反應(yīng)在650℃時(shí)平衡常數(shù)數(shù)值為__________，該反應(yīng)的逆反應(yīng)為________(填“吸”或“放”)熱反應(yīng)。

③若實(shí)驗(yàn)3和實(shí)驗(yàn)2中CO的百分含量相同，且t<3 min，則a、b應(yīng)滿足的關(guān)系是__________。

(2)下圖1、2表示上述反應(yīng)在時(shí)刻t₁達(dá)到平衡，在時(shí)刻t₂因改變某個(gè)條件而發(fā)生變化的情況：

①圖1中時(shí)刻t₂發(fā)生改變的條件可能是____________(寫一條即可，下同)。

②圖2中時(shí)刻t₂發(fā)生改變的條件可能是______________________________________。

(3)在850 ℃時(shí)，其平衡常數(shù)K＝1,850 ℃時(shí)在該容器中同時(shí)充入1.0 mol CO,3.0 mol H₂O,1.0 mol CO_2,5.0 mol H₂，此時(shí)反應(yīng)向________(填“正反應(yīng)”或“逆反應(yīng)”)方向進(jìn)行，平衡時(shí)CO₂的物質(zhì)的量為__________。

Answer 1

答案　(1)①0.16 mol·L^－1·min^－1　②　吸

③2a＝b>1

(2)①增大壓強(qiáng)或使用催化劑�、诮档蜏囟然蚣尤際₂O(g)

(3)逆反應(yīng)　0.8 mol

解析　(1)根據(jù)表中實(shí)驗(yàn)1的數(shù)據(jù)

　　　　　H₂O(g)＋CO(g)CO₂(g)＋H₂(g)

  1    2       0     0

  0.2  1.2      0.8    0.8

  0.8  0.8      0.8    0.8

實(shí)驗(yàn)2中

　　　　　　H₂O(g)＋CO(g)CO₂(g)＋H₂(g)

  0.5    1      0       0

  0.3    0.8     0.2     0.2

  0.2     0.2     0.2    0.2

①則v(CO₂)＝＝

＝0.16 mol·L^－1·min^－1

②實(shí)驗(yàn)1　K₁＝＝＝

實(shí)驗(yàn)2　K₂＝＝＝

由于升高溫度，K減小，則正反應(yīng)為放熱反應(yīng)，逆反應(yīng)為吸熱反應(yīng)。

③由題意知實(shí)驗(yàn)2與實(shí)驗(yàn)3的狀態(tài)點(diǎn)為等效平衡，在恒溫恒容時(shí)，該反應(yīng)前后體積不變，應(yīng)滿足極值等比即可，故a∶b＝1∶2，又因t<3 min，達(dá)到平衡的時(shí)間縮短，則2a＝b>1。

(3)Q_c＝＝＝>1。

平衡逆向移動(dòng)，由于溫度未變，K不變，利用三段式計(jì)算可得平衡時(shí)CO₂的物質(zhì)的量。