Question

15．一定溫度下，在一固定體積的容器中，通入一定量的CO和H₂O，
發(fā)生如下反應(yīng)：CO（g）+H₂O （g）═CO₂（g） 十 H₂ （g）；△H＜0
（1）在850℃時(shí)，CO和H₂O濃度變化如圖，則 0～4min的平均反應(yīng)速率v（CO₂）=0.03mol•L^-1•min^-1
（2）t₁℃時(shí)，在相同容器中發(fā)生上述反應(yīng)，各物質(zhì)的濃度變化如表：

時(shí)間（min）	CO	H2O	CO2	H2
0	0.200	0.300	0	0
2	0.138	0.238	0.062	0.062
3	0.100	0.200	0.100	0.100
4	0.100	0.200	0.100	0.100
5	0.116	0.216	0.084
6	0.096	0.266	0.104

計(jì)算t₁℃該反應(yīng)的平衡常數(shù)K=0.5．
（3）t₂℃時(shí)，化學(xué)反應(yīng)CO （g）+H₂O （g）?CO₂（g）+H₂ （g）的平衡濃度符合c（CO₂）•c（H₂）═2c（CO）•c（H₂O），則t₂℃＜850℃，判斷依據(jù)是：t₂℃的平衡常數(shù)為2，大于850℃的平衡常數(shù)1，平衡右移
（4）在t₁℃達(dá)平衡時(shí)，又充入CO，再次平衡時(shí)，混合氣體中H₂O的體積分?jǐn)?shù)將減�。ㄌ睢霸龃蟆�、“減小”或“無(wú)法確定”） H₂O的轉(zhuǎn)化率將增大（填“增大”、“減小”或“無(wú)法確定”）
（5））判斷該反應(yīng)達(dá)到化學(xué)平衡狀態(tài)的依據(jù)是AB（填序號(hào)）：
A．V_（正）（CO）=V _（逆）（CO₂）
B．CO消耗速率等于H₂的消耗速率
C． 容器內(nèi)壓強(qiáng)保持不變
D．混合氣體的密度保持不變
E．容器中氣體的平均相對(duì)分子質(zhì)量不隨時(shí)間而變化
F．混合氣體的質(zhì)量保持不變．

Answer 1

分析 （1）根據(jù)v=$\frac{△c}{t}$求得CO的速率，再利用速率之比等于計(jì)量數(shù)之比，求得二氧化碳的速率；
（2）①根據(jù)平衡常數(shù)的定義求得；
②根據(jù)圖中數(shù)據(jù)可知，在5min～6min間，CO減小了0.02mol/L，水增加了0.05mol/L，CO₂增加了0.02mol/L，由此可以看出，CO減小的濃度等于CO₂增加的濃度，反應(yīng)正向移動(dòng)，它們變化的濃度也符合反應(yīng)中的計(jì)量數(shù)的關(guān)系，所以可以看出在第5分鐘時(shí)改變的條件是增加了水的濃度，據(jù)此答題；
（3）比較兩個(gè)溫度下的平衡常數(shù)的大小可以判斷出溫度的高低；
（4）在t₁℃達(dá)平衡時(shí)，又充入CO，平衡正向移動(dòng)，所以混合氣體中H₂O的體積分?jǐn)?shù)將減小，H₂O的轉(zhuǎn)化率將增大；
（5））A．V_（正）（CO）=V_（正）（CO₂）=V _（逆）（CO₂），達(dá)平衡狀態(tài)；
B．CO消耗速率等效于H₂的生成速率等于H₂的消耗速率，達(dá)平衡狀態(tài)；
C． 容器內(nèi)壓強(qiáng)一直保持不變；
D．混合氣體的密度一直保持不變；
E．容器中氣體的平均相對(duì)分子質(zhì)量一直不隨時(shí)間而變化；
F．混合氣體的質(zhì)量一直保持不變．

解答 解：（1）根據(jù)v=$\frac{△c}{t}$求得CO的速率為$\frac{0.2-0.08}{4}$mol•L^-1•min^-1=0.03mol•L^-1•min^-1，在反應(yīng)中一氧化碳與二氧化碳計(jì)量數(shù)之比為1：1，根據(jù)速率之比等于計(jì)量數(shù)之比，可知二氧化碳的速率也為0.03mol•L^-1•min^-1，故答案為：0.03mol•L^-1•min^-1；
（2）①根據(jù)題目表格中的數(shù)據(jù)可知，當(dāng)在3min時(shí)各組成成分的濃度不再變化，此時(shí)反應(yīng)處于平衡狀態(tài)，根據(jù)平衡常數(shù)的定義可知K=$\frac{0.1×0.1}{0.2×0.1}$=0.5，
故答案為：0.5；
②根據(jù)圖中數(shù)據(jù)可知，在5min～6min間，CO減小了0.02mol/L，水增加了0.05mol/L，CO₂增加了0.02mol/L，由此可以看出，CO減小的濃度等于CO₂增加的濃度，反應(yīng)正向移動(dòng)，它們變化的濃度也符合反應(yīng)中的計(jì)量數(shù)的關(guān)系，所以可以看出在第5分鐘時(shí)改變的條件是增加了水的濃度，其增加的濃度為0.05mol/L+0.02mol/L=0.07mol/L，所以水的濃度增加到0.286mol/L，故答案為：向右；將H₂O （g）濃度增加到0.286 mol•L^-1；
（3）由于c（CO₂）•c（H₂）=2c（CO）•c（H₂O），根據(jù)平衡常數(shù)的定義可知，在t₂℃時(shí)，K=$\frac{c（C{O}_{2}）•c（{H}_{2}）}{c（CO）•c（{H}_{2}O）}$=2，大于850℃的平衡常數(shù)1，平衡右移，而該反應(yīng)為放熱反應(yīng)，所以溫度要低于850℃，故答案為：＜； t₂℃的平衡常數(shù)為2，大于850℃的平衡常數(shù)1，平衡右移；
（4）在t₁℃達(dá)平衡時(shí)，又充入CO，平衡正向移動(dòng)，所以混合氣體中H₂O的體積分?jǐn)?shù)將減小，H₂O的轉(zhuǎn)化率將增大，故答案為：減�。辉龃�；
（5））A．V_（正）（CO）=V_（正）（CO₂）=V _（逆）（CO₂），達(dá)平衡狀態(tài)，故正確；
B．CO消耗速率等效于H₂的生成速率等于H₂的消耗速率，達(dá)平衡狀態(tài)，故正確；
C． 容器內(nèi)壓強(qiáng)一直保持不變，故錯(cuò)誤；
D．混合氣體的密度一直保持不變，故錯(cuò)誤；
E．容器中氣體的平均相對(duì)分子質(zhì)量一直不隨時(shí)間而變化，故錯(cuò)誤；
F．混合氣體的質(zhì)量一直保持不變，故錯(cuò)誤；故選AB．

點(diǎn)評(píng) 本題主要考查了反應(yīng)速率的計(jì)算、平衡常數(shù)的計(jì)算、影響平衡移動(dòng)的因素及平衡常數(shù)的應(yīng)用，中等難度，解題的易錯(cuò)點(diǎn)在于第（3）小問(wèn)，平衡常數(shù)的應(yīng)用．