Question

12．在一固定容積的密閉容器中，進行如下化學反應：CO₂（g）+H₂（g）?CO（g）+H₂O（g）；△H=Q KJ/mol其化學平衡常數(shù)K和溫度t的關系如下：

t℃	700	800	850	1000	1200
K	0.6	0.9	1.0	1.7	2.6

請回答：
（1）上述反應中Q＞0 （選填“＞”或“＜”）
（2）能判斷該反應已達到化學平衡狀態(tài)的依據(jù)是cd．
a．容器中壓強不變 b．反應熱△H不變c．v_正（H₂）=v_逆（CO） d．CO₂的質(zhì)量分數(shù)不變
（3）溫度為850℃時，可逆反應CO（g）+H₂O（g）?CO₂（g）+H₂（g）在固定容積的密閉容器中進行，容器內(nèi)物質(zhì)的濃度變化如表：
850℃時物質(zhì)的濃度（mol/L）的變化

時間（min）	CO	H2O	CO2	H2
0	0.200	0.300	0	0
2	0.138	0.238	0.062	0.062
3	c1	c2	c3	c3
4	c1	c2	c3	c3
5	0.116	0.216	0.084
6	0.096	0.266	0.104

①計算：3min時CO的濃度 c₁=0.08mol/L，H₂O （g）的轉(zhuǎn)化率=40%．
②反應在4min～5min之間，平衡向逆反應方向移動，可能的原因是b表中5min～6min之間數(shù)值發(fā)生變化，可能的原因是a
a．增加水蒸氣     b．增加氫氣濃度  c．使用催化劑．

Answer 1

分析 （1）由表中數(shù)據(jù)可知，溫度越高化學平衡常數(shù)越大，升高溫度平衡向正反應移動，正反應是吸熱反應；
（2）根據(jù)平衡狀態(tài)的實質(zhì)和標志去判斷解題；
（3）①依據(jù)容器中濃度變化結合化學平衡的三段式列式計算，結合平衡常數(shù)不隨溫度變化，根據(jù)轉(zhuǎn)化率公式進行計算；
（4）反應在4min～5min，平衡向逆方向移動，根據(jù)平衡移動原理，結合選項判斷；
由表中數(shù)據(jù)可知，5min～6minCO的濃度降低，CO₂濃度增大，濃度變化都是0.02mol/L，說明平衡向正反應移動，再結合水的濃度變化進行判斷．

解答 解：（1）由表中數(shù)據(jù)可知，溫度越高化學平衡常數(shù)越大，升高溫度平衡向正反應移動，正反應是吸熱反應，故答案為：＞；
（2）（a） 容器中壓強不變，一直不變，故不選；
（b） 反應熱△H不變，一直不變，故不選；
（c） V_正（H₂）=V_逆（CO），正逆反應速度相等，故選；
（d） CO₂的質(zhì)量分數(shù)不變，說明各物質(zhì)的質(zhì)量不變，正逆反應速度相等，故選；
故選：cd；
（3）①CO（g）+H₂O（g）?CO₂（g）+H₂（g）
起始濃度/mol•L^-1   0.2           0.3            0                0
變化濃度/mol•L^-1：c₃  c₃            c₃                c₃
平衡濃度/mol•L^-1：0.2-c₃       0.3-c₃       c₃  c₃
由題意知，850℃時，K=1.0，即
K=$\frac{c（C{O}_{2}）c（{H}_{2}）}{c（CO）c（{H}_{2}O）}$=$\frac{（0.2-{C}_{3}）×（0.3-{C}_{3}）}{{C}_{3}×{C}_{3}}$=1.0
解得 c₃=0.12mol/L，所以c₁=0.08mol/L，H₂O（g）的轉(zhuǎn)化率=$\frac{0.12mol/L}{0.3mol/L}$×100%=40%，
故答案為：0.08mol/L、40%；
②反應在4min～5min，平衡向逆方向移動，根據(jù)平衡移動原理，結合選項判斷；
由表中數(shù)據(jù)可知，5min～6minCO的濃度降低，CO₂濃度增大，濃度變化都是0.02mol/L，說明平衡向正反應移動，再結合水的濃度變化進行判斷．②反應在4min～5min，平衡向逆方向移動，增大水蒸氣的濃度，平衡向正反應移動，降低溫度平衡向正反應移動，使用催化劑平衡不移動，增大氫氣的濃度，平衡向逆反應移動，故4min～5min改變條件為增大氫氣的濃度，
由表中數(shù)據(jù)可知，5min～6minCO的濃度降低，CO₂濃度增大，濃度變化都是0.02mol/L，說明平衡向正反應移動，而水的濃度增大0.05mol/L，應是增大水蒸氣的濃度，故答案為：b，a．

點評 本題主要考查溫度對化學平衡、化學平衡常數(shù)的影響，化學平衡常數(shù)的計算，化學平衡的標志判斷，難度不大，考查學生分析和解決問題的能力．