Question

【題目】700 ℃時，向容積為2 L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)，反應過程中測定的部分數據見下表(表中t2>t1)：

反應時間/min	n(CO)/mol	n(H2O)/mol
0	1.20	0.60
t1		0.20
t2	0.80

依據題意回答下列問題：

(1)反應在t1 min內的平均速率為v(H2)＝________ mol·L－1·min－1。

(2)保持其他條件不變，起始時向容器中充入0.60 mol CO和1.20 mol H2O，到達平衡時，n(CO2)＝________mol。

(3)溫度升至800 ℃，上述反應的平衡常數為0.64，則正反應為________反應(填“放熱”或“吸熱”)。

(4)700 ℃時，向容積為2 L的密閉容器中充入CO(g)、H2O(g)、CO2(g)、H2(g)的物質的量分別為1.20 mol、2.00 mol、1.20 mol、1.20 mol，則此時該反應v(正)________v(逆)(填“>”“<”或“＝”)。

(5)該反應在t1時刻達到平衡，在t2時刻因改變某個條件，CO和CO2濃度發(fā)生變化的情況如圖所示。圖中t2時刻發(fā)生改變的條件可能是________或________。

(6)若該容器容積不變，能說明反應達到平衡的是________。

①c(CO)與c(H2)的比值保持不變

②v(CO2)正＝v(H2O)逆

③體系的壓強不再發(fā)生變化

④混合氣體的密度不變

⑤體系的溫度不再發(fā)生變化

⑥氣體的平均相對分子質量不變

Answer 1

【答案】 0.40 放熱 > 降溫 增大c(H2O)或減小c(H2) ①②⑤

【解析】

（1）根據v=計算反應速率；

（2）根據反應時轉化的物質的量計算n(CO2)；

（3）根據溫度變化對平衡常數的影響判斷反應熱；

（4）據K和Qc的大小比較判斷；

（5）據圖可知，CO濃度繼續(xù)減小和二氧化碳的濃度繼續(xù)增大，在t2時刻平衡正向移動，可能是增加水蒸汽的量或減少氫氣的量或降溫；

（6）不傳熱的固定容積的容器中，反應達到平衡的標志是正逆反應速率相同，各成分含量保持不變分析判斷選項。

(1) CO(g)＋H2O(g) CO2(g)＋H2(g)，根據方程式，t1 min內消耗水0.4 mol，生成氫氣0.4 mol，反應在t1 min內的平均速率v(H2)＝＝mol·L－1·min－1，故答案為:；

(2)由以上數據可知，t2時n(H2O)=0.2mol，轉化H2O的物質的量為0.4mol，轉化的H2也為0.4mol，t2時n(H2)=0.4mol，與t1時相同，說明t1時達到達到平衡狀態(tài)，根據化學方程式可知，則生成的n(CO2)=0.4mol，故答案為：0.4；

(3)由題給數據建立如下三段式：

CO(g)+H2O(g) CO2(g)+H2(g)

起始：1.2mol0.6mol 0 0

轉化：0.4mol0.4mol 0.4mol0.4mol

平衡：0.8mol0.2mol 0.4mol0.4mol

t1時達到達到平衡狀態(tài)，平衡常數K==，則K＝＝1，溫度升至800 ℃，上述反應的平衡常數為0.64，平衡常數減小，說明升高溫度平衡向逆反應方向移動，則正反應放熱，即△H<0，故答案為：放熱；

(4) 700 ℃時，向容積為2 L的密閉容器中充入CO(g)、H2O(g)、CO2(g)、H2(g)濃度熵Qc=＝=0.6<1，平衡正向移動，v(正)>v(逆)，故答案為：>；

(5)該反應在t1時刻達到平衡，在t2時刻c(CO2)逐漸增大，c(CO)逐漸減小，說明平衡正向移動，改變條件可能是降溫、增大c(H2O)或減小c(H2)，

答案為：降溫；增大c(H2O)或減小c(H2)；

(6)①CO是反應物，H2是生成物，c(CO)與c(H2)的比值保持不變，一定達到平衡狀態(tài)，故①正確；

②v(CO2)正＝v(H2O)逆，正、逆反應速率相同，一定達到平衡狀態(tài)，故②正確；

③由于反應前后氣體的物質的量不變，則體系的壓強是一恒量，壓強不變反應不一定平衡狀態(tài)，故③錯誤；

④根據ρ＝，密度為恒量，混合氣體的密度不變不一定平衡狀態(tài)，故④錯誤；

⑤該反應放熱，體系的溫度不再發(fā)生變化，一定達到平衡狀態(tài)，故⑤正確；

⑥根據M＝，平均相對分子質量為恒量，氣體的平均相對分子質量不變，不一定平衡狀態(tài)，故⑥錯誤；

①②⑤正確，故答案為：①②⑤。