Question

19．煤化工中常需研究不同溫度下平衡常數、投料比及熱值等問題．
已知：CO（g）+H₂O（g）?H₂（g）+CO₂（g）的平衡常數隨溫度的變化如表：

溫度℃	400	500	830	1 000
平衡常數K	10	9	1	0.6

試回答下列問題
（1）某溫度下，上述反應達到平衡后，保持容器體積不變降低溫度，平衡正向移動（填“正向移動”、“逆向移動”或“不移動”）．
（2）在恒容絕熱容器中，下列描述中能說明上述反應已達到平衡的是C
A、容器內混合氣體分子總數不再發生變化    
B、容器內混合氣體的密度不再變化
C、$\frac{c（C{O}_{2}）•c（{H}_{2}）}{c（CO）•c（{H}_{2}O）}$不再變化                 
D、單位時間內消耗18g H₂O同時生成1mol CO₂
（3）830℃時，在恒容密閉容器中發生上述反應，按表中的物質的量投入反應混合物，其中向正反應方向進行的有AD（選填字母序號）．

	A	B	C	D
n（CO2）/mol	0	1	3	1
n（H2）/mol	0	2	2	1
n（CO）/mol	3	0.5	1	2
n（H2O）/mol	3	2	5	2

（4）830℃時，在2L的密閉容器中加入4mol CO（g）和4mol H₂O（g），2min達到平衡時，CO的轉化率為50%，用CO表示的平均反應速率為0.5mol/（L•min）．

Answer 1

分析 （1）根據平衡常數隨溫度的變化表得出，溫度越低，平衡常數越大，據此分析；
（2）化學反應達到化學平衡狀態時，正逆反應速率相等，且不等于0，各物質的濃度不再發生變化，由此衍生的一些物理量不發生變化，以此進行判斷；
（3）根據830℃時，平衡常數k=1，依據濃度計算和平衡常數比較判斷；
（4）依據平衡三段式列式計算反應的一氧化碳，根據轉化率=$\frac{轉化量}{總量}$×100%，v=$\frac{△c}{△t}$計算得到．

解答 解：（1）由平衡常數隨溫度的變化表得出，溫度越低，平衡常數越大，則降低溫度，平衡正向移動，故答案為：正向移動；
（2）A、反應前后氣體的體積不變，故容器內混合氣體分子總數不再發生變化不能作為判斷是否達到化學平衡狀態的依據，故A錯誤；    
B、密度=$\frac{總質量}{體積}$，總質量不變，體積不變，故混合氣體的密度不再改變不能作為判斷是否達到平衡狀態的依據，故B錯誤；
C、K=$\frac{c（C{O}_{2}）•c（{H}_{2}）}{c（CO）•c（{H}_{2}O）}$僅與溫度有關，又恒容絕熱容器，所以$\frac{c（C{O}_{2}）•c（{H}_{2}）}{c（CO）•c（{H}_{2}O）}$不再變化即溫度不變可作為判斷是否達到平衡狀態的依據，故C正確；                 
D、單位時間內消耗18g H₂O即1mol同時生成1mol CO₂，都是指正反應方向，不能作為判斷是否達到平衡狀態的依據，故D錯誤；
故選C；
（3）根據830℃時，平衡常數k=1計算；
A、只有反應物，反應向正反應方向移動，故A正確；
B、Q=$\frac{1×2}{0.5×2}$＞1，反應向逆反應方向移動，故B錯誤；
C、Q=$\frac{2×3}{5×1}$＞1，反應向逆反應方向移動，故C錯誤；
D、Q=$\frac{1×1}{2×2}$=$\frac{1}{4}$＜1，反應向正反應方向移動，故D正確；
故答案為：AD；
（4）830℃時，在2L的密閉容器中加入4molCO（g）和4molH₂O（g）達到平衡時，設一氧化碳轉化物質的量為x，依據平衡三段式列式得到
                 CO（g）+H₂O（g）?H₂（g）+CO₂（g）
起始量（mol）    4       4         0       0
變化量（mol）   x        x        x        x
平衡量（mol）  4-x      4-x       x        x
平衡常數K=$\frac{x{\;}^{2}}{（4-x）（4-x）}$=1，解得x=2mol
CO的轉化率=$\frac{2mol}{4mol}$×100%=50%，v（CO）=$\frac{△c}{△t}$=$\frac{\frac{2mol}{2L}}{2min}$=0.5mol/（L•min）；
故答案為：50%；0.5mol/（L•min）．

點評 本題考查化學平衡狀態的判斷、移動原理及其平衡常數的分析判斷，題目難度不大，要注意把握平衡狀態的特征．