Question

10．在某一容積為5L的體積不變的密閉容器內(nèi)，加入 0.3mol的CO和0.3mol的H₂O，在催化劑存在和800℃的條件下加熱，發(fā)生如下反應(yīng)：CO（g）+H₂O（g）?CO₂（g）+H₂（g）△H＞0，反應(yīng)中CO₂的濃度隨時(shí)間變化情況如圖：
（1）根據(jù)圖上數(shù)據(jù)，反應(yīng)開始至達(dá)到平衡時(shí)，CO的化學(xué)反應(yīng)速率為v（CO）=0.003mol/（L•min），該溫度（800℃）下的平衡常數(shù)K=1．
（2）在體積不變的條件下，改變下列條件重新達(dá)到平衡時(shí)能使平衡常數(shù)K增大的有A（填字母）
A．升高溫度  B．降低溫度 C．增大壓強(qiáng)
D．減小壓強(qiáng)   E．加入催化劑  G．移出一氧化碳?xì)怏w
（3）若保持溫度和容器的體積不變，在（1）中上述平衡體系中，再充入0.3mol 的水蒸氣，重新達(dá)到平衡后，H₂O的轉(zhuǎn)化率降低（填“升高”、“降低”還是“不變”）．
（4）在催化劑存在和800℃的條件下，在某一時(shí)刻測得c（CO）=c（H₂O）=0.09mol/L，
c（CO₂ ）=c（H₂）=0.13mol/L，則此反應(yīng)是否處于平衡狀態(tài)：否（填“是”或“否”），若沒處于平衡狀態(tài)則該反應(yīng)向逆方向方向移動．（填“正反應(yīng)”或“逆反應(yīng)”）

Answer 1

分析 （1）根據(jù)CO₂的濃度變化求出CO的濃度變化，再求反應(yīng)速率；根據(jù)平衡常數(shù)指各生成物濃度的化學(xué)計(jì)量數(shù)次冪的乘積除以各反應(yīng)物濃度的化學(xué)計(jì)量數(shù)次冪的乘積所得的比值進(jìn)行解答；
（2）平衡常數(shù)只隨溫度的變化而變化，根據(jù)溫度對平衡的影響分析；
（3）可逆反應(yīng)中增大一種反應(yīng)物的濃度，則另一種反應(yīng)物的轉(zhuǎn)化率會增大，而本身轉(zhuǎn)化率減��；
（4）根據(jù)Qc=$\frac{c（CO{\;}_{2}）•c（H{\;}_{2}）}{c（CO）•c（H{\;}_{2}O）}$與平衡常數(shù)K的大小關(guān)系判斷．

解答 解：（1）在某一容積為5L的密閉容器內(nèi)，加入0.3mol的CO和0.3mol的H₂O，則起始濃度c（CO）=0.06mol/L，c（H₂O）=0.06mol/L，平衡時(shí)c（CO₂）=0.03mol/L，則 CO（g）+H₂O（g）?CO₂（g）+H₂（g）
起始濃度/mol•L^-1 ：0.06 0.06 0 0
轉(zhuǎn)化濃度/mol•L^-1 ：0.03 0.03 0.03 0.03
平衡濃度/mol•L^-1 ：0.03 0.03 0.03 0.03
反應(yīng)開始至達(dá)到平衡時(shí)，轉(zhuǎn)化的CO為c（CO）=0.03mol/L，則v（CO）=$\frac{0.03mol/L}{10min}$=0.003mol/（L•min）^-1；
K=$\frac{c（CO{\;}_{2}）•c（H{\;}_{2}）}{c（CO）•c（H{\;}_{2}O）}$=$\frac{0.03×0.03}{0.03×0.03}$=1；
故答案為：0.003；1；
（2）平衡常數(shù)只隨溫度的變化而變化，已知CO（g）+H₂O（g）?CO₂（g）+H₂（g）△H＞0，則升高溫度平衡正向移動，K增大；
故答案為：A；
（3）可逆反應(yīng)中增大一種反應(yīng)物的濃度，則另一種反應(yīng)物的轉(zhuǎn)化率會增大，而本身轉(zhuǎn)化率減小，所以若保持溫度和容器的體積不變，在（1）中上述平衡體系中，再充入0.3mol 的水蒸氣，重新達(dá)到平衡后，H₂O的轉(zhuǎn)化率降低；故答案為：降低；
（4）在催化劑存在和800℃的條件下，在某一時(shí)刻測得C（CO）=C（H₂O）=0.09mol/L，C（CO₂ ）=C（H₂）=0.13mol/L，
Qc=$\frac{c（CO{\;}_{2}）•c（H{\;}_{2}）}{c（CO）•c（H{\;}_{2}O）}$=$\frac{0.13×0.13}{0.09×0.09}$=2.1＞K=1，則反應(yīng)逆向進(jìn)行，
故答案為：否；逆方向．

點(diǎn)評 本題考查了反應(yīng)速率的計(jì)算、化學(xué)平衡有關(guān)計(jì)算、化學(xué)平衡移動與影響因素、K的應(yīng)用等，注意把握平衡常數(shù)的應(yīng)用、平衡移動的本質(zhì)是解答的關(guān)鍵，題目難度中等．