Question

7．在某一容積為5L的密閉容器內(nèi)，加入 0.2mol的CO和0.2mol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)圖中數(shù)據(jù)計(jì)算反應(yīng)開始至達(dá)到平衡時(shí)CO的化學(xué)反應(yīng)速率為v（CO）=0.003mol/L•min；若升高溫度，則化學(xué)平衡常數(shù)K減�。ㄌ睢霸龃蟆薄皽p小”或“不變”）．
（2）如要一開始加入0.1mol的CO、0.1mol的H₂O、0.1mol的CO₂和0.1mol的H₂，在相同的條件下，反應(yīng)CO（g）+H₂O（g）?CO₂（g）+H₂（g）向正反應(yīng) （填“正反應(yīng)”或“逆反應(yīng)”）方向進(jìn)行，其依據(jù)是濃度商Qc=$\frac{0.1×0.1}{0.1×0.1}$=1＜k=9，反應(yīng)正反應(yīng)方向進(jìn)行．反應(yīng)達(dá)平衡時(shí)，c（H₂O）=0.01mol/L．

Answer 1

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V=$\frac{△c}{△t}$，反應(yīng)是放熱反應(yīng)，升溫平衡逆向進(jìn)行；
（2）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，計(jì)算此時(shí)的濃度商和平衡常數(shù)比較大小判斷反應(yīng)進(jìn)行的方向，依據(jù)化學(xué)平衡三行計(jì)算得到平衡狀態(tài)下水的濃度．

解答 解：（1）CO（g）+H₂O（g）?CO₂（g）+H₂（g），△H＜0，二氧化碳濃度變化為0.03mol/L•min，則一氧化碳消耗濃度為0.03mol/L•min，
以一氧化碳表示的反應(yīng)速率v（CO）=$\frac{△c}{△t}$=$\frac{0.03mol/L•min}{10min}$=0.003mol/L•min，反應(yīng)是放熱反應(yīng)，升溫平衡逆向進(jìn)行，平衡常數(shù)減小，
故答案為：0.003mol/L•min，減��；
（2）依據(jù)化學(xué)三行計(jì)算列式計(jì)算平衡濃度，計(jì)算得到平衡常數(shù)，c（CO）=c（H₂O）=$\frac{0.2mol}{5L}$=0.04mol/L，
                CO（g）+H₂O（g）?CO₂（g）+H₂（g），
起始量（mol/L）  0.04   0.04      0       0
變化量（mol/L）  0.03   0.03     0.03    0.03
平衡量（mol/L） 0.01    0.01     0.03    0.03
K=$\frac{0.03×0.03}{0.01×0.01}$=9，
如要一開始加入0.1mol的CO、0.1mol的H₂O、0.1mol的CO₂和0.1mol的H₂，濃度商Qc=$\frac{0.1×0.1}{0.1×0.1}$=1＜k=9，反應(yīng)正反應(yīng)方向進(jìn)行，
                CO（g）+H₂O（g）?CO₂（g）+H₂（g），設(shè)達(dá)到平衡狀態(tài)，反應(yīng)消耗一氧化碳濃度為x，
起始量（mol/L） 0.02     0.02    0.02       0.02
變化量（mol/L）  x       x        x         x
平衡量（mol/L） 0.02-x   0.02-x   0.02+x   0.02+x 
$\frac{（0.02+x）^{2}}{（0.02-x）^{2}}$=K=9
x=0.01mol/L，
平衡狀態(tài)下，c（H₂O）=0.02mol/L-0.01mol/L=0.01mol/L，
故答案為：正反應(yīng)，濃度商Qc=$\frac{0.1×0.1}{0.1×0.1}$=1＜k=9，反應(yīng)正反應(yīng)方向進(jìn)行，0.01mol/L．

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．