Question

11．在一體積為10L的容器中，通入一定量的CO和H₂O，在850℃時(shí)發(fā)生如下反應(yīng)：CO（g）+H₂O（g）?CO₂（g）+H₂ （g）△H＜0．
（1）CO和H₂O濃度變化如右圖，則在該溫度下，該反應(yīng)的平衡常數(shù)K=1．0～4min的平均反應(yīng)速率v（CO）=0.03mol•L^-1•min^-1．若降低溫度，該反應(yīng)的K值將增大，該反應(yīng)的化學(xué)反應(yīng)速率將減�。ㄌ睢霸龃蟆薄皽p小”或“不變”）．
（2）在相同容器中發(fā)生上述反應(yīng)，當(dāng)溫度高于850℃時(shí)，容器內(nèi)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	c1	c2	c3	c3
4	c1	c2	c3	c3
5	0.116	0.216	0.084
6	0.096	0.266	0.104

①表中3min～4min之間反應(yīng)處于平衡狀態(tài)； c₁數(shù)值大于0.08mol•L^-1 （填大于、小于或等于）．
②反應(yīng)在4min～5min間，平衡向逆方向移動(dòng)，可能的原因是d
a．增加水蒸氣     b．降低溫度  c．使用催化劑     d．增加氫氣濃度
（3）在相同溫度下（850℃），若起始時(shí)c（CO）=1mol•L^-1，c（H₂O）=2mol•L^-1，反應(yīng)進(jìn)行一段時(shí)間后，測得H₂的濃度為0.5mol•L^-1，則此時(shí)該反應(yīng)是否達(dá)到平衡狀態(tài)否（填“是”與“否”），此時(shí)v_（正）大于v_（逆）（填“大于”“小于”或“等于”），你判斷的依據(jù)是濃度商Qc=$\frac{c（C{O}_{2}）c（{H}_{2}）}{c（CO）c（{H}_{2}O）}$=$\frac{0.5×0.5}{0.5×1.5}$=$\frac{1}{3}$＜1，故平衡向正反應(yīng)進(jìn)行，此時(shí)v_（正）＞v_（逆）．

Answer 1

分析 （1）根據(jù)圖象可知平衡時(shí)各物質(zhì)的濃度，利用平衡常數(shù)的定義計(jì)算，平衡常數(shù)等于生成物平衡你的冪次方乘積除以反應(yīng)物平衡你的冪次方乘積，降低溫度平衡向放熱反應(yīng)進(jìn)行，反應(yīng)速率減小，根據(jù)影響平衡常數(shù)及反應(yīng)速率的因素判斷；
（2）①在3min～4min之間各物質(zhì)的濃度不變，反應(yīng)處于平衡狀態(tài)，由于該反應(yīng)為放熱反應(yīng)，升高溫度平衡逆向移動(dòng)，據(jù)此判斷；
②反應(yīng)在4min-5min間，平衡向逆方向移動(dòng)可能是升高溫度、增大生成物濃度、減少反應(yīng)物濃度等因素引起，據(jù)此判斷；
（3）計(jì)算常數(shù)的濃度商Qc、平衡常數(shù)，與平衡常數(shù)比較判斷反應(yīng)進(jìn)行方向，據(jù)此解答．

解答 解：（1））可逆反應(yīng)達(dá)到平衡狀態(tài)各物質(zhì)的濃度依據(jù)圖象分析可知
                CO（g）十H₂O（g）?CO₂（g）十H₂ （g）
起始量（mol/L）  0.20     0.30     0       0
變化量（mol/L）  0.12    0.12    0.12    0.12
平衡量（mol/L）  0.08    0.18     0.12     0.12
 反應(yīng)的平衡常數(shù)k=$\frac{c（C{O}_{2}）c（{H}_{2}）}{c（CO）c（{H}_{2}O）}$=$\frac{0.12×0.12}{0.08×0.18}$=1，
根據(jù)圖象可知，0～4min的平均反應(yīng)速率v（CO）=$\frac{0.12mol/L}{4min}$=0.03mol/L•min，
平衡常數(shù)只受溫度的影響，反應(yīng)是放熱反應(yīng)，若降低溫度，平衡正向進(jìn)行，該反應(yīng)的K值將增大，反應(yīng)的化學(xué)反應(yīng)速率將減小，
故答案為：1；0.03；增大；減��；
（2）①由表中數(shù)據(jù)可知，3min、4min時(shí)對應(yīng)各組分的濃度相同，故處于平衡狀態(tài)；在高于850℃時(shí)發(fā)生反應(yīng)，化學(xué)反應(yīng)速率加快，一定在4min前達(dá)到化學(xué)平衡．另外從表中可看出反應(yīng)在3min和4min時(shí)的各物質(zhì)濃度相同，故3min-4min之間反應(yīng)應(yīng)處于平衡狀態(tài)．由于是放熱反應(yīng)，溫度升高，化學(xué)平衡向逆反應(yīng)方向移動(dòng)，C₁數(shù)值應(yīng)大于0.08 mol/L，
故答案為：平衡；大于；
②反應(yīng)在4min-5min間，平衡向逆方向移動(dòng)可能是升高溫度、增大生成物濃度、減少反應(yīng)物濃度等因素引起，故選d，
故答案為；d；
（3）在相同溫度下（850℃），若起始時(shí)c（CO）=1mol•L^-1，c（H₂O）=2mol•L^-1，反應(yīng)進(jìn)行一段時(shí)間后，測得H₂的濃度為0.5mol•L^-1，
                 CO（g）+H₂O（g）═CO₂（g）+H₂ （g）
    開始（mol/L）：1       2        0        0
    變化（mol/L）：0.5    0.5      0.5     0.5
一段時(shí)間（mol/L）：0.5    1.5      0.5     0.5
濃度商Qc=$\frac{0.5×0.5}{0.5×1.5}$=$\frac{1}{3}$＜1，故平衡向正反應(yīng)進(jìn)行，此時(shí)v_（正）＞v_（逆），
故答案為：否；大于，濃度商Qc=$\frac{c（C{O}_{2}）c（{H}_{2}）}{c（CO）c（{H}_{2}O）}$=$\frac{0.5×0.5}{0.5×1.5}$=$\frac{1}{3}$＜1，故平衡向正反應(yīng)進(jìn)行，此時(shí)v_（正）＞v_（逆）．

點(diǎn)評 本題考查化學(xué)平衡常數(shù)及影響因素、影響化學(xué)平衡的因素、化學(xué)平衡圖象與計(jì)算等，難度中等，（2）中注意分析各物質(zhì)的濃度變化量關(guān)系，確定平衡改變的條件．