Question

已知工業(yè)制造氫氣的反應(yīng)為CO（g）+H₂O （g）═CO₂（g）+H₂（g）△H．在500℃時(shí)平衡常數(shù)K=9，400℃時(shí)的平衡常數(shù)K＞9，若在2L的密閉容器中CO和水蒸氣的起始濃度都是0.1mol?L^-1 ，反應(yīng)在10min時(shí)達(dá)到平衡狀態(tài)．
（1）增加H₂O（g）的濃度，CO的轉(zhuǎn)化率將

 

（填“增大”、“減小”或“不變”）．
（2）平衡常數(shù)的表達(dá)式K=

 

．400℃時(shí)平衡常數(shù)K

 

（填“＞”、“＜”或“=”）0．
（3）500℃10min內(nèi)v（H₂O）=

 

，在此過(guò)程中體系的能量將

 

（填“增大”或“減少”）；
（4）一定條件下，恒容密閉容器中，能表示上述反應(yīng)的化學(xué)平衡狀態(tài)的是

 

（填字母序號(hào)）
A．v_逆（CO）=v_正（H₂O）
B．v_正（H₂O）=v_正（H₂）
C．混合氣體的密度保持不變
D．c（CO₂）：c（H₂）=1：1．

Answer 1

考點(diǎn)：化學(xué)平衡的計(jì)算,化學(xué)平衡的影響因素,化學(xué)平衡狀態(tài)的判斷

專(zhuān)題：

分析：（1）增大反應(yīng)物H₂O（g）的濃度，平衡正向移動(dòng)，CO的轉(zhuǎn)化率增大；
（2）化學(xué)平衡常數(shù)是用生成物濃度的冪次方除以反應(yīng)物濃度的冪次方，從500℃時(shí)平衡常數(shù)K=9，400℃時(shí)的平衡常數(shù)K＞9，則降溫平衡向正反應(yīng)方向移動(dòng)；
（3）根據(jù)500℃K=9，結(jié)合10min內(nèi)v（H₂O）=

△c

△t

進(jìn)行計(jì)算，根據(jù)△H＞0，反應(yīng)向正反應(yīng)方向進(jìn)行判斷能量變化；
（4）根據(jù)化學(xué)平衡狀態(tài)的特征解答，當(dāng)反應(yīng)達(dá)到平衡狀態(tài)時(shí)，正逆反應(yīng)速率相等，各物質(zhì)的濃度、百分含量不變，以及由此衍生的一些量也不發(fā)生變化，解題時(shí)要注意，選擇判斷的物理量，隨著反應(yīng)的進(jìn)行發(fā)生變化，當(dāng)該物理量由變化到定值時(shí)，說(shuō)明可逆反應(yīng)到達(dá)平衡狀態(tài)．

解答： 解：（1）增大反應(yīng)物H₂O（g）的濃度，平衡正向移動(dòng)，CO的轉(zhuǎn)化率增大，故答案為：增大；
（2）化學(xué)平衡常數(shù)是用生成物濃度的冪次方除以反應(yīng)物濃度的冪次方，所以，K=

[CO 2]?[H 2]

[CO]?[H 2O]

；從500℃時(shí)平衡常數(shù)K=9，400℃時(shí)的平衡常數(shù)K＞9，則降溫平衡向正反應(yīng)方向移動(dòng)，則△H＞0，故答案為：

[CO 2]?[H 2]

[CO]?[H 2O]

；＞；
（3）500℃10min內(nèi)達(dá)到平衡狀態(tài)，則設(shè)消耗H₂O的物質(zhì)的量為xmol，所以
有  CO（g）+H₂O （g）═CO₂（g）+H₂（g）△H
開(kāi)始 0.1    0.1        0       0
轉(zhuǎn)化  x      x         x       x
平衡0.1-x   0.1-x      x       x
K=

x×x

(0.1-x)×(0.1-x)

=9，解得x=0.075mol，所以10min內(nèi)v（H₂O）=

0.075mol 2L

10min

=0.00375mol/（L?min），根據(jù)△H＞0，反應(yīng)向正反應(yīng)方向進(jìn)行，則此過(guò)程中體系的能量將增大；故答案為：0.00375mol/（L?min），增大；
（4）A、根據(jù)反應(yīng)速率之比等于系數(shù)之比，所以v_逆（CO）=v_逆（H₂O）=v_正（H₂O），能說(shuō)明到達(dá)平衡狀態(tài)，故A正確；
B、都是指的正反應(yīng)速率，不能說(shuō)明到達(dá)平衡狀態(tài)，故B錯(cuò)誤；
C、混合氣體的總質(zhì)量不變，容器的體積不變，混合氣體的密度始終不變，氣體的密度不隨時(shí)間改變，不能說(shuō)明到達(dá)平衡狀態(tài)，故C錯(cuò)誤；
D、反應(yīng)生成CO₂和H₂的物質(zhì)的量始終按1：1生成，不能說(shuō)明到達(dá)平衡狀態(tài)，故D錯(cuò)誤；
故選A．

點(diǎn)評(píng)：本題考查平衡移動(dòng)對(duì)反應(yīng)物轉(zhuǎn)化率的影響，以及化學(xué)平衡常數(shù)的求算和蓋斯定律的應(yīng)用，題目難度不大．