Question

2．在某一容積為5L的密閉容器內(nèi)，加入 0.3mol的CO和0.3mol的H₂O，在催化劑存在和800℃的條件下加熱，發(fā)生如下反應(yīng)：CO（g）+H₂O（g）?CO₂（g）+H₂（g）△H＞0，反應(yīng)中CO₂的濃度隨時間變化情況如圖：
（1）根據(jù)圖上數(shù)據(jù)，反應(yīng)開始至達(dá)到平衡時，CO的化學(xué)反應(yīng)速率為v（CO）=0.03mol/（L•min）^-1，該溫度下的平衡常數(shù)K=1．
（2）在體積不變的條件下，改變下列條件重新達(dá)到平衡時能使平衡常數(shù)K增大的有A（填字母）
A．升高溫度     B．降低溫度    C．增大壓強
D．減小壓強     E．加入催化劑  G．移出一氧化碳?xì)怏w
（3）若保持溫度和容器的體積不變，在（1）中上述平衡體系中，再充入0.3mol 的水蒸氣，重新達(dá)到平衡后，CO的轉(zhuǎn)化率升高（填“升高”、“降低”還是“不變”），CO₂的質(zhì)量分?jǐn)?shù)降低（填“升高”、“降低”還是“不變”）．

Answer 1

分析 （1）由圖可知，10min到達(dá)平衡時△c（CO₂）=0.03mol/L，由方程式可知△c（CO）=△c（CO₂），再根據(jù)v=$\frac{△c}{△t}$計算v（CO）；
             CO（g）+H₂O（g）?CO₂（g）+H₂（g）
開始（mol/L）：0.06   0.06     0      0
變化（mol/L）：0.03   0.03     0.03   0.03
平衡（mol/L）：0.03   0.03     0.03   0.03
代入平衡常數(shù)K=$\frac{c（C{O}_{2}）．c（{H}_{2}）}{c（CO）．c（{H}_{2}O）}$計算；
（2）平衡常數(shù)只受溫度影響，平衡常數(shù)增大，應(yīng)改變溫度使平衡正向移動；
（3）若保持溫度和容器的體積不變，在（1）中上述平衡體系中，再充入0.3mol 的水蒸氣，平衡正向移動，重新達(dá)到平衡后，CO的轉(zhuǎn)化率升高；
等效為開始加入 0.3mol的CO和0.6mol的H₂O，設(shè)平衡時CO濃度變化量為xmol/L，表示出平衡時各組分濃度，利用平衡常數(shù)列方程計算x，再計算二氧化碳質(zhì)量分?jǐn)?shù)進(jìn)行比較．

解答 解：（1）由圖可知，10min到達(dá)平衡時△c（CO₂）=0.03mol/L，由方程式可知△c（CO）=△c（CO₂）=0.03mol/L，則v（CO）=$\frac{0.03mol/L}{10min}$=0.003mol/（L．min）；
               CO（g）+H₂O（g）?CO₂（g）+H₂（g）
開始（mol/L）：0.06    0.06      0       0
變化（mol/L）：0.03    0.03      0.03    0.03
平衡（mol/L）：0.03    0.03      0.03    0.03
該反應(yīng)化學(xué)平衡常數(shù)K=$\frac{c（C{O}_{2}）．c（{H}_{2}）}{c（CO）．c（{H}_{2}O）}$=$\frac{0.03×0.03}{0.03×0.03}$=1，
故答案為：0.003；1；
（2）平衡常數(shù)只受溫度影響，正反應(yīng)為吸熱反應(yīng)，升高溫度平衡正向移動，平衡常數(shù)增大，
故選：A；
（3）若保持溫度和容器的體積不變，在（1）中上述平衡體系中，再充入0.3mol 的水蒸氣，平衡正向移動，重新達(dá)到平衡后，CO的轉(zhuǎn)化率升高；
等效為開始加入 0.3mol的CO和0.6mol的H₂O，設(shè)平衡時CO濃度變化量為xmol/L，則：
              CO（g）+H₂O（g）?CO₂（g）+H₂（g）
開始（mol/L）：0.06    0.12      0       0
變化（mol/L）：x       x         x       x
平衡（mol/L）：0.06-x  0.12-x    x       x
故$\frac{x×x}{（0.06-x）×（0.12-x）}$=1，解得x=0.04，
故二氧化碳質(zhì)量分?jǐn)?shù)=$\frac{0.04mol/L×5L×44g/mol}{0.3mol×28g/mol+0.6mol×18g/mol}$×100%=45.83%
而未加入之前CO₂的質(zhì)量分?jǐn)?shù)=$\frac{0.03mol/L×5L×44g/mol}{0.3mol×28g/mol+0.3mol×18g/mol}$×100%=47.83%
所以CO₂的質(zhì)量分?jǐn)?shù)降低
故答案為：升高；降低．

點評 本題考查化學(xué)平衡計算、反應(yīng)速率的計算、平衡常數(shù)計算與應(yīng)用等，掌握平衡常數(shù)的用途：1、判斷反應(yīng)進(jìn)行的程度，2、判斷反應(yīng)的熱效應(yīng)，3、判斷反應(yīng)進(jìn)行的方向，4、計算轉(zhuǎn)化率等．