Question

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(shí)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(shí)，CO的化學(xué)反應(yīng)速率為v（CO）=mol/（L?min）^-1，該溫度下的平衡常數(shù)K=

 

．
（2）在體積不變的條件下，改變下列條件重新達(dá)到平衡時(shí)能使平衡常數(shù)K增大的有

 

（填字母）   
A．升高溫度 B．降低溫度 C．增大壓強(qiáng)  D．減小壓強(qiáng)   E．加入催化劑G．移出一氧化碳?xì)怏w
（3）如要一開始加入0.1mol的CO、0.1mol的H₂O、0.2mol的CO₂和0.2mol的H₂，在相同的條件下，反應(yīng)達(dá)平衡時(shí)，c（CO）=

 

mol/L．
（4）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

 

（填“升高”、“降低”還是“不變”），CO₂的質(zhì)量分?jǐn)?shù)

 

（填“升高”、“降低”還是“不變”）．
（5）在催化劑存在和800℃的條件下，在某一時(shí)刻測(cè)得C（CO）=C（H₂O）=0.09mol/L，C（CO₂ ）=C（H₂）=0.13mol/L，則此反應(yīng)是否處于平衡狀態(tài)：

 

（填“是”或“否”），若沒有處于平衡狀態(tài)則該反應(yīng)向

 

移動(dòng)．（填“正方向”或“逆方向”）

Answer 1

考點(diǎn)：物質(zhì)的量或濃度隨時(shí)間的變化曲線,化學(xué)平衡常數(shù)的含義,化學(xué)平衡的影響因素

專題：化學(xué)平衡專題

分析：（1）根據(jù)CO₂的濃度變化求出CO的濃度變化，再求反應(yīng)速率；根據(jù)平衡常數(shù)指各生成物濃度的化學(xué)計(jì)量數(shù)次冪的乘積除以各反應(yīng)物濃度的化學(xué)計(jì)量數(shù)次冪的乘積所得的比值進(jìn)行解答；
（2）平衡常數(shù)只隨溫度的變化而變化，根據(jù)溫度對(duì)平衡的影響分析；
（3）如果一開始加入0.1mol的CO、0.1mol的H₂O、0.2mol的CO₂和0.2mol的H₂，與開始時(shí)加入0.3mol CO和0.3mol H₂O為等效平衡，則兩種條件下，達(dá)到平衡狀態(tài)時(shí)其CO的物質(zhì)的量濃度相等；
（4）可逆反應(yīng)中增大一種反應(yīng)物的濃度，則另一種反應(yīng)物的轉(zhuǎn)化率會(huì)增大；增大水蒸氣的物質(zhì)的量使氣體總質(zhì)量增大，由于只增大一種反應(yīng)物的量平衡正向移動(dòng)的程度很小，反應(yīng)新生成的二氧化碳較少，二氧化碳的質(zhì)量增加不大，所以混合氣體中二氧化碳的質(zhì)量分?jǐn)?shù)會(huì)減小；
（5）根據(jù)Qc=

c(CO2)?c(H2)

c(CO)?c(H2O)

與平衡常數(shù)K的大小關(guān)系判斷．

解答： 解：（1）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，則起始濃度c（CO）=0.06mol/L，c（H₂O）=0.06mol/L，平衡時(shí)c（CO₂）=0.03mol/L，則      
                  CO（g）+H₂O（g）?CO₂（g）+H₂（g）
起始濃度/mol?L^-1 ：0.06     0.06     0         0
轉(zhuǎn)化濃度/mol?L^-1 ：0.03     0.03     0.03     0.03
平衡濃度/mol?L^-1 ：0.03     0.03     0.03     0.03
反應(yīng)開始至達(dá)到平衡時(shí)，轉(zhuǎn)化的CO為c（CO）=0.03mol/L，則v（CO）=

0.03mol/L

10min

=0.003mol/（L?min）^-1；
K=

c(CO2)?c(H2)

c(CO)?c(H2O)

=

0.03×0.03

0.03×0.03

=1；
故答案為：0.003；1；
（2）平衡常數(shù)只隨溫度的變化而變化，已知CO（g）+H₂O（g）?CO₂（g）+H₂（g）△H＞0，則升高溫度平衡正向移動(dòng)，K增大；
故答案為：A；
（3）如果一開始加入0.1mol的CO、0.1mol的H₂O、0.2mol的CO₂和0.2mol的H₂，與開始時(shí)加入0.3mol CO和0.3mol H₂O為等效平衡，則兩種條件下，達(dá)到平衡狀態(tài)時(shí)其CO的物質(zhì)的量濃度相等，所以達(dá)到平衡狀態(tài)時(shí)，c（CO）=0.03mol/L，
故答案為：0.03；
（4）可逆反應(yīng)中增大一種反應(yīng)物的濃度，則另一種反應(yīng)物的轉(zhuǎn)化率會(huì)增大，所以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；增大水蒸氣的物質(zhì)的量使氣體總質(zhì)量增大，由于只增大一種反應(yīng)物的量平衡正向移動(dòng)的程度很小，反應(yīng)新生成的二氧化碳較少，二氧化碳的質(zhì)量增加不大，所以混合氣體中二氧化碳的質(zhì)量分?jǐn)?shù)會(huì)減小；
故答案為：升高；降低；
（5）在催化劑存在和800℃的條件下，在某一時(shí)刻測(cè)得C（CO）=C（H₂O）=0.09mol/L，C（CO₂ ）=C（H₂）=0.13mol/L，
Qc=

c(CO2)?c(H2)

c(CO)?c(H2O)

=

0.13×0.13

0.09×0.09

=2.1＞K=1，則反應(yīng)逆向進(jìn)行，
故答案為：否；逆方向．

點(diǎn)評(píng)：本題考查了反應(yīng)速率的計(jì)算、化學(xué)平衡有關(guān)計(jì)算、化學(xué)平衡移動(dòng)與影響因素、K的應(yīng)用等，注意把握平衡常數(shù)的應(yīng)用、平衡移動(dòng)的本質(zhì)是解答的關(guān)鍵，題目難度中等．