Question

1．工業(yè)制氫氣的一個重要反應是：CO（g）+H₂O（g）?CO₂（g）+H₂（g）△H＜0
現(xiàn)將不同量的CO（g）和H₂O（g）分別通入到體積為2L的恒容密閉容器中進行反應，得到如下三組數(shù)據(jù)：

實驗組	溫度℃	起始量/mol		平衡量/mol		達到平衡狀態(tài)所需時間/min
		CO	H2O	H2	CO2
Ⅰ	650	4	2	1.6	1.6	5
Ⅱ	900	2	1	0.5	0.5	3

①對于反應CO（g）+H₂O（g）?CO₂（g）+H₂（g），下列說法正確的是AD
A．當容器中CO的含量保持不變時，說明該反應達到平衡狀態(tài)
B．若混合氣體的密度不再改變，說明該反應已達化學平衡狀態(tài)
C．實驗I中，反應達到平衡后，再通入4molCO和2molH₂O，平衡正向移動，H₂的體積分數(shù)增大
D．若使用催化劑，會改變反應的途徑，但反應的焓變不變
②實驗I中，從反應開始到反應達到平衡時，CO的平均反應速率V（CO）=0.16mol/（L．min）；
③實驗II條件下反應的平衡常數(shù)K=0.33 （保留小數(shù)點后二位）；H₂O（g）的平衡轉化率為50%．
④若在900℃時，實驗II反應達到平衡后，向此容器中再加入1.5molCO、0.5mol H₂O、0.2mol CO₂、0.5mol H₂，則平衡向正反應方向移動（填“正反應”、“逆反應”或“不移動”）
⑤若僅改變溫度，縱坐標y隨T變化如圖所示，則縱坐標y表示的是AC．
A．CO₂的百分含量  B．混合氣體的平均相對分子質量C．CO的轉化率  D．H₂O的物質的量．

Answer 1

分析 ①A．可逆反應到達平衡時，各組分含量保持不變；
B．混合氣體總質量不變，容器容積不變，混合氣體的密度為定值；
C．實驗I中，反應達到平衡后，再通入4molCO和2molH₂O，增大反應物濃度，平衡正向移動，平衡狀態(tài)等效為在原平衡基礎上增大壓強，與原平衡相比平衡不移動；
D．焓變與始態(tài)、終態(tài)有關，與反應途徑無關；
②平衡時生成氫氣為1.6mol，由方程式可知消耗的CO為1.6mol，根據(jù)v=$\frac{△c}{△t}$計算v（CO）；
③平衡時生成氫氣、二氧化碳均為0.5mol，由CO（g）+H₂O（g）?CO₂（g）+H₂（g）可知，消耗的CO、水蒸氣均為0.5mol，故平衡時CO為2mol-0.5mol=1.5mol，水蒸氣為1mol-0.5mol=0.5mol，反應氣體物質的量不變，用物質的量代替濃度代入K=$\frac{c（C{O}_{2}）×c（{H}_{2}）}{c（CO）×c（{H}_{2}O）}$計算平衡常數(shù)；
④計算此時濃度商Qc，若Qc=K，處于平衡狀態(tài)，若Qc＜K，反應向正反應進行，若Qc＞K，反應向逆反應進行；
⑤隨溫度升高，Y值先增大后減小，a點到達平衡狀態(tài)，a點前未到達平衡，正反應為放熱反應，a點后升高溫度平衡逆向移動．

解答 解：①A．可逆反應到達平衡時，各組分含量保持不變，當容器中CO的含量保持不變時，說明該反應達到平衡狀態(tài)，故A正確；
B．混合氣體總質量不變，容器容積不變，混合氣體的密度為定值，密度保持不變，不能說明到達平衡狀態(tài)，故B錯誤；
C．實驗I中，反應達到平衡后，再通入4molCO和2molH₂O，平衡正向移動，等效為在原平衡基礎上增大壓強，與原平衡相比平衡不移動，氫氣的體積分數(shù)相等，故C錯誤；
D．使用催化劑，降低活化能，改變反應途徑，但焓變與始態(tài)、終態(tài)有關，與反應途徑無關，故焓變不變，故D正確，
故選：AD；
②平衡時生成氫氣為1.6mol，由方程式可知消耗的CO為1.6mol，則v（CO）=$\frac{\frac{1.6mol}{2L}}{5min}$=0.16mol/（L．min），
故答案為：0.16mol/（L．min）；
③平衡時生成氫氣、二氧化碳均為0.5mol，
             CO（g）+H₂O（g）?CO₂（g）+H₂（g）
起始量（mol） 2        1        0       0
變化量（mol） 0.5      0.5      0.5     0.5
平衡量（mol） 1.5      0.5      0.5     0.5
反應氣體物質的量不變，用物質的量代替濃度計算平衡常數(shù)，故平衡常數(shù)K=$\frac{c（C{O}_{2}）×c（{H}_{2}）}{c（CO）×c（{H}_{2}O）}$=$\frac{0.5×0.5}{1.5×0.5}$=0.33，水的轉化率為$\frac{0.5mol}{1mol}$×100%=50%，
故答案為：0.33；50%；
④此時濃度商Qc=$\frac{（0.5+0.2）×（0.5+0.5）}{（1.5+1.5）×（0.5+0.5）}$=0.23＜K=0.33，反應向正反應進行，
故答案為：正反應；
⑤隨溫度升高，Y值先增大后減小，a點到達平衡狀態(tài)，a點前未到達平衡，正反應為放熱反應，a點后升高溫度平衡逆向移動．
A．CO₂的百分含量，開始隨反應增大，達到平衡升溫平衡逆向進行二氧化碳減小，故A符合；
B．反應前后氣體質量和物質的量不變，混合氣體的平均相對分子質量始終不變，故B不符合；
C．CO的轉化率開始隨反應增大，達到平衡升溫平衡逆向進行，一氧化碳轉化率減小，故C符合；
D．H₂O的物質的量先減小平衡后，隨溫度升高平衡逆向進行，水的量增大，故D不符合；
故答案為：AC．

點評 本題考查化學平衡計算與影響因素、平衡常數(shù)計算及應用、反應速率計算、平衡狀態(tài)判斷、化學平衡圖象等，題目難度中等，掌握化學平衡常數(shù)的用途：1、判斷反應進行的程度，2、判斷反應的熱效應，3、判斷反應進行的方向，4、計算轉化率等．