Question

19．700℃時，向容積為2L的密閉容器中充入一定量的CO和H₂O，發(fā)生如下反應：CO（g）+H₂O（g）?CO₂（g）+H₂（g），反應過程中測定的部分數(shù)據(jù)見表（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

請回答下列問題：
（1）保持其他條件不變，若起始時向容器中充入0.60molCO和1.20molH₂O，則平衡時n（CO₂）=0.4molmol
（2）溫度升至800℃，上述反應的平衡常數(shù)為0.64，則正反應是放熱反應（填“放熱”或“吸熱”）
（3）700℃時，若向容積為2L的密閉容器中充入CO、H₂O、CO₂、H₂的物質(zhì)的量分別為1.20mol、2.00mol、1.20mol、1.20mol，則此時該反應的V_正＞V_逆（填“＞”、“＜”或“=”）
（4）該反應在t₁時刻建立平衡，在t₂時刻因改變某個條件導致CO、CO₂濃度發(fā)生變化的情況如圖所示，則t₂時刻改變的條件可能是降低溫度、增加水蒸汽的量或減少氫氣的量（寫出兩種）
（5）若該容器體積不變、絕熱，則下列情況中說明反應建立平衡的是①④
①體系的壓強不再發(fā)生變化
②混合氣體的密度不變
③混合氣體的平均相對分子質(zhì)量不變
④體系的溫度不再發(fā)生變化．

Answer 1

分析 （1）根據(jù)反應時轉(zhuǎn)化的物質(zhì)的量計算n（CO₂）；
（2）根據(jù)溫度變化對平衡常數(shù)的影響判斷反應熱；
（3）據(jù)K和Qc的大小比較判斷；
（4）據(jù)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；
（5）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．

解答 解：（1）t₂時n（H₂O）=0.2mol，轉(zhuǎn)化H₂O的物質(zhì)的量為0.4mol，轉(zhuǎn)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(jù)化學方程式可知，則生成的n（CO₂）=0.4mol；
故答案為：0.4；
（2）容積為2L，根據(jù)三段式計算，
      CO（g）+H₂O（g）?CO₂（g）+H₂（g）
起始：1.2mol  0.6mol           0         0  
轉(zhuǎn)化：0.4mol  0.4mol           0.4mol    0.4mol
平衡：0.8mol  0.2mol           0.4mol    0.4mol 
t₁時達到達到平衡狀態(tài)，平衡常數(shù)K=$\frac{c（{H}_{2}）•c（C{O}_{2}）}{c（CO）•c（{H}_{2}O）}$=$\frac{（0.4mol÷2L）•（0.4mol÷2L）}{（0.8mol÷2L）•c（0.2mol÷2L）}$=1，溫度升至T₂℃，上述反應的平衡常數(shù)為0.64，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；
（3）700℃時，若向容積為2L的密閉容器中充入CO、H₂O、CO₂、H₂的物質(zhì)的量分別為1.20mol、2.00mol、1.20mol、1.20mol，則此時Qc=$\frac{（1.2mol÷2L）•（1.2mol÷2L）}{（1.2mol÷2L）•（2.0mol÷2L）}$=0.6＜1，平衡正向移動，v（正）＞v（逆）；
故答案為：＞；
（4）據(jù)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，正反應放熱，降溫平衡正向移動；
故答案為：降低溫度、增加水蒸汽的量或減少氫氣的量
（5）①雖然反應前后氣體體積不變，但由于絕熱等容容器中反應過程中有溫度變化，所以壓強也在變化，體系的壓強不再發(fā)生變化能判斷反應達到平衡，故①符合；
②反應中混合氣體質(zhì)量守恒，體積不變，密度不變，混合氣體的密度不變不能說明反應達到平衡，故②不符合；
③反應前后氣體質(zhì)量守恒，反應前后氣體體積不變，物質(zhì)的量不變，混合氣體的平均相對分子質(zhì)量不變，不能說明反應達到平衡，故③不符合；
④各組分的物質(zhì)的量濃度不再改變是平衡的標志，故④符合；
故答案為：①④．

點評 本題考查了化學平衡移動原理，明確化學平衡常數(shù)的含義結合化學平衡常數(shù)公式進行有關計算，靈活運用三段式法進行解答，會分析圖象中曲線變化特點，題目難度中等．