Question

2012年8月24日，武漢市一家有色金屬制造廠發(fā)生氨氣泄露事故。已知在一定溫度下，合成氨工業(yè)原料氣H2制備涉及下面的兩個反應：

C(s)＋H2O(g)CO(g)＋H2(g)；

CO(g)＋H2O(g)H2(g)＋CO2(g)。

(1)判斷反應CO(g)＋H2O(g)CO2(g)＋H2(g)達到化學平衡狀態(tài)的依據(jù)是________。(多選、漏選、錯選均不得分)

A．容器內壓強不變            B．混合氣體中c(CO)不變

C．v正(H2)＝v逆(H2O)  D．c(CO2)＝c(CO)

(2)在2 L定容密閉容器中通入1 mol N2(g)和3 mol H2(g)，發(fā)生反應：3H2(g)＋N2(g) 2NH3(g)，ΔH＜0，測得壓強－時間圖像如圖甲，測得p2＝0.6p1，此時溫度與起始溫度相同，在達到平衡前某一時刻(t1)若僅改變一種條件，得到如乙圖像。

①若圖中c＝1.6 mol，則改變的條件是________(填字母)；

②若圖中c＜1.6 mol，則改變的條件是__________(填字母)；此時該反應的平衡常數(shù)____________。(填字母)(填“增大”、“減小”、“不變”)

A．升溫　　　B．降溫　　　C．加壓　　　D．減壓　　　E．加催化劑

(3)如(2)題中圖甲，平衡時氫氣的轉化率為________。

(4)工業(yè)上可利用如下反應：H2O (g)＋CH4 (g)  CO(g)＋3H2(g)制備CO和H2。在一定條件下1 L的密閉容器中充入0.3 mol H2O和0.2 mol CH4，測得H2(g)和CH4(g)的物質的量濃度隨時間變化曲線如右圖所示：0～4 s內，用CO(g)表示的反應速率為____________。

 

Answer 1

(1)BC　(2)  ①E�、贏　減小

(3)80%　(4)0.025 mol/(L·s)

【解析】(1)該反應前后氣體物質的量不變，故壓強不能用來判斷是否達到平衡狀態(tài)的標志，選項B、C由平衡狀態(tài)特征及本質可知可作為判斷反應達到化學平衡狀態(tài)的依據(jù)；選項D與平衡狀態(tài)無直接關系；

(2)　　3H2(g) ＋N2(g)2NH3(g)，

投料　  3 mol  1 mol       0

轉化量  3x     x           2x

平衡量 3－3x   1－x        2x

反應前后的壓強比等于物質的量比即(4－2x)∶4＝0.6，x＝0.8, c＝1.6 mol，平衡沒移動，但速率加快，所以改變的條件是使用催化劑；c<1.6 mol，逆向移動，且速率加快，只能升高溫度。

(3)由(2)可以求出氫氣的轉化率為80%。

(4)0～4 s內，v(CO)＝v(CH4)＝0.025 mol/(L·s)。