Question

700℃時，向容積為2L的密閉容器中充入一定量的CO和H₂O發(fā)生反應：
CO（g）+H₂O（g）?CO₂（g）+H₂（g）△H＜0，反應過程中測定的部分數(shù)據(jù)見下表（表中t₁＞t₂）：

反應時間/min	n（CO）/mol	H2O/mol	放出的熱量/kJ
0	1.20	0.60	0
t1	0.80		Q
t2		0.20

（1）反應在t₁min內的平均速率為v（H₂）=

 

．
（2）寫出該反應的熱化學方程式

 

．
（3）能表明該反應已經達到平衡狀態(tài)的是

 

A．容器的壓強不再發(fā)生變化           B．斷裂2mol O-H的同時消耗1mol H-H
C．v（CO）_正=v（CO₂）_正             D．氣體的平均分子量不再變化
（4）該反應達平衡后，改變橫坐標表示的反應條件，下列示意圖正確的是

 

（5）700℃時，在另一密閉容器中進行上述反應，各物質的起始濃度和平衡濃度如下表所示：

	CO	H2O	CO2	H2
起始濃度（mol/L）	0.2	0.3	0	0
平衡濃度（mol/L）	a	b	c	d

請回答：各物質的平衡濃度可能是

 

．
A．a=0.1mol/L      B．b=0.18mol/L     C．c=0.12mol/L      D．d=0.1mol/L．

Answer 1

考點：化學平衡的計算,化學平衡的影響因素,化學平衡狀態(tài)的判斷

專題：化學平衡專題

分析：（1）通過圖表數(shù)據(jù)計算一氧化碳變化物質的量，結合化學方程式計算消耗氫氣的物質的量，依據(jù)反應速率概念計算V=

△c

△t

計算得到；
（2）依據(jù)一氧化碳消耗量放出的熱量，計算1mol一氧化碳完全燃燒放出的熱量，標注物質聚集狀態(tài)和對應反應的焓變書寫熱化學方程式；
（3）化學平衡狀態(tài)是正逆反應速率相同，各組分含量保持不變，及其衍生的量的變化判斷；
（4）反應是吸熱反應，升溫平衡逆向進行，平衡常數(shù)減小；溫度升高反應速率增大，氣體質量不變，容器體積不變，混合氣體密度不變，所以氣體密度不變；反應前后氣體體積不變，氣體質量守恒，混合氣體摩爾質量不變；
（5）依據(jù)圖表數(shù)據(jù)分析，t₂時刻水消耗物質的量為0.40mol，消耗一氧化碳0.40mol，最后剩余一氧化碳物質的量為0.80mol，說明t1時刻達到平衡狀態(tài)，此時反應平衡常數(shù)可以依據(jù)物質的量代替平衡濃度計算平衡常數(shù)，結合平衡常數(shù)計算分析

解答： 解：（1）圖表數(shù)據(jù)計算一氧化碳變化物質的量=1.20mol-0.80mol=0.40mol，消耗氫氣物質的量依據(jù)化學方程式計算可知為0.40mol，反應速率=

0.40mol 2L

t1

=

0.2

t1

mol?L^-1?min^-1；
故答案為：

0.2

t1

mol?L^-1?min^-1；
（2）依據(jù)圖表分析，消耗一氧化碳物質的量0.40mol放熱QKJ，則消耗1mol一氧化碳反應放熱2，5QKJ，反應的熱化學方程式為：CO（g）+H₂O（g）?CO₂（g）+H₂（g）△H=-2.5QkJ/mol；
故答案為：CO（g）+H₂O（g）?CO₂（g）+H₂（g）△H=-2.5QkJ/mol；
（3）CO（g）+H₂O（g）?CO₂（g）+H₂（g）△H＜0
A．反應前后氣體體積不變，容器的壓強始終不發(fā)生變化，不能說明反應達到平衡狀態(tài)，故A錯誤；        
 B．斷裂2mol O-H反應正向進行，同時消耗1mol H-H說明費用逆向進行，且正逆反應速率相同，說明反應達到平衡狀態(tài)，故B正確；
C．v（CO） _正=v（CO₂）_正，反應速率之比等于化學方程式計量數(shù)之比，是正反應速率之比，不能說明反應達到平衡狀態(tài)，故C錯誤；          
D．反應前后氣體物質的量不變，氣體質量不變，反應過程中和平衡狀態(tài)下氣體的平均分子量始終不變化，不能說明費用達到平衡狀態(tài)，故D錯誤；
故答案為：B；
（4）A、反應是吸熱反應，升溫平衡逆向進行，平衡常數(shù)減小，圖象符合不飽和過程，故A正確；
B、溫度升高反應速率增大，正逆反應速率都增大，故B錯誤；
C、氣體質量不變，容器體積不變，混合氣體密度不變，所以圖象表示的是氣體密度不變，故C正確；
D、反應前后氣體體積不變，氣體質量守恒，混合氣體摩爾質量不變，圖象不正確，故D錯誤；
故答案為：AC；
（5）依據(jù)圖表數(shù)據(jù)分析，t₂時刻水消耗物質的量為0.40mol，消耗一氧化碳0.40mol，最后剩余一氧化碳物質的量為0.80mol，說明t1時刻達到平衡狀態(tài)，此時反應平衡常數(shù)可以依據(jù)物質的量代替平衡濃度計算平衡常數(shù)，平衡常數(shù)K=

0.4×0.4

0.8×0.2

=1，結合平衡常數(shù)計算分析，設消耗一氧化碳濃度x
               CO（g）+H₂O（g）?CO₂（g）+H₂（g）
起始量（mol/L） 0.2      0.3      0      0
變化量（mol/L） x         x       x      x
平衡量（mol/L）0.2-x    0.3-x     x      x
K=

x2

(0.2-x)(0.3-x)

=1
x=0.12，則a=0.08mol/L，b=0.18mol/L，c=0.12mol/L，d=0.12mol/L
故答案為：BC；

點評：本題考查了化學平衡計算方法，平衡常數(shù)、平衡影響因素分析判斷，平衡標志的判斷，平衡常數(shù)隋文帝變化，掌握基礎是關鍵，題目難度中等．