Question

2．某溫度下在容積固定的密閉容器中，下列反應達到平衡：M（g）+H₂O（g）?N（g）+H₂（g）．

n（M）：n（H2O）	M轉化率	H2O轉化率
1：1	0.5	0.5
1：2	0.67	0.33
1：3	0.75	0.25

①該反應的平衡常數(shù)為1．該溫度下，向容器中充入2molM、3mol H₂O、2mol N、1.5molH₂，則起始時該反應速率V_正＞V_逆（填“＞”、“＜”或“=”）
②結合表中數(shù)據(jù)判斷下列說法中正確的是ABD．
A．增加H₂O（g）的量，M的轉化率升高而H₂O（g）的轉化率降低
B．若M與H₂O（g）的轉化率相同時，二者的初始投入量一定相同
C．M和H₂O（g）初始物質的量之比等于二者轉化率之比
D．當M與H₂O（g）物質的之比為1：4時，M的轉化率為0.8．

Answer 1

分析 ①n（M）：n（H₂O）=1：1，M和H₂O轉化率為0.5，對于反應：M（g）+H₂O（g）?N（g）+H₂（g），該反應的平衡常數(shù)為K=1．該溫度下，向容器中充入2molM、3mol H₂O、2mol N、1.5molH₂，Q_c=$\frac{2×1.5}{2×3}$=0.5＜1，所以平衡正向移動，則起始時該反應速率V_正＞V_逆；
②A．n（M）：n（H₂O）=1：1時，兩者的轉化率相同，而n（M）：n（H₂O）=1：2時，M轉化率增大，水的轉化率減小，所以增加H₂O（g）的量，M的轉化率升高而H₂O（g）的轉化率降低；
B．由n（M）：n（H₂O）=1：1，M和H₂O轉化率為0.5，所以M與H₂O（g）的轉化率相同時，二者的初始投入量一定相同；
C．由n（M）：n（H₂O）=1：2和n（M）：n（H₂O）=1：3可知，M和H₂O（g）初始物質的量之比不等于二者轉化率之比；
D．結合平衡常數(shù)進行計算．

解答 解：①n（M）：n（H₂O）=1：1，M和H₂O轉化率為0.5，對于反應：M（g）+H₂O（g）?N（g）+H₂（g），該反應的平衡常數(shù)為K=1．該溫度下，向容器中充入2molM、3mol H₂O、2mol N、1.5molH₂，Q_c=$\frac{2×1.5}{2×3}$=0.5＜1，所以平衡正向移動，則起始時該反應速率V_正＞V_逆，
故答案為：1；＞；
②A．n（M）：n（H₂O）=1：1時，兩者的轉化率相同，而n（M）：n（H₂O）=1：2時，M轉化率增大，水的轉化率減小，所以增加H₂O（g）的量，M的轉化率升高而H₂O（g）的轉化率降低，故A正確；
B．由n（M）：n（H₂O）=1：1，M和H₂O轉化率為0.5，所以M與H₂O（g）的轉化率相同時，二者的初始投入量一定相同，故B正確；
C．由n（M）：n（H₂O）=1：2和n（M）：n（H₂O）=1：3可知，M和H₂O（g）初始物質的量之比不等于二者轉化率之比，故C錯誤；
D．由計算可知，此溫度下反應的平衡常數(shù)K=1．設CO與H₂O（g）的初始物質的量濃度分別為1mol/L和4mol/L，達平衡時，CO的△C（CO）為Xmol/L，則根據(jù)三段式有：CO（g）+H₂O（g）?CO₂（g）+H₂（g）
          初始：1mol/L       4mol/L          0mol/L        0mol/L
△C：Xmol/L       Xmol/L          Xmol/L        Xmol/L
   平衡：（1-X）mol/L    （4-X）mol/L     Xmol/L        Xmol/L
根據(jù)平衡常數(shù)K=$\frac{{X}^{2}}{（1-X）（4-X）}$=1，解得：X=0.8mo/L，故 CO的轉化率=$\frac{0.8mol/L}{1mol/L}$×100%=80%，故D正確．
故選ABD．

點評 本題考查化學平衡的計算，為高頻考點，側重學生分析能力和計算能力的考查，注意電子守恒及化學平衡常數(shù)K的計算與應用，題目難度中等．