Question

18．一定條件下存在反應C（s）+H₂O（g）?CO（g）+H₂（g）△H＞0．向甲、丙兩個恒容容器中加入一定量C和H₂O（g），向乙恒容容器中加入一定量CO和H₂，各容器中溫度、反應物的起始量如表，甲、丙反應過程中CO的物質的量濃度隨時間變化如圖．

容器	甲	乙	丙
容積	0.5L	0.5L	V
溫度	T1℃	T2℃	T1℃
起始量	2mol C、 1mol H2O（g）	1mol CO、 1mol H2	4mol C、 2mol H2O（g）

下列說法正確的是（　　）

• A． 丙容器的容積V＜0.5L
• B． 甲容器中，反應在前15 min內的平均反應速率v（H₂）=0.15 mol•L^-1•min^-1
• C． 當溫度為T₁℃時，反應的平衡常數K=2.25
• D． 乙容器中，若平衡時n（H₂O）=0.3 mol，則T₁＜T₂

Answer 1

分析 A、丙容器中起始量為甲的二倍，若容積=0.5 L，由于正反應為氣體體積增大的反應，加壓平衡左移，c（CO）＜3mol/L；
B、由圖可知，15min內甲容器中CO的濃度變化量為1.5mol/L，根據v=$\frac{△c}{△t}$計算v（CO），再利用速率之比等于化學計量數之比計算v（H₂）；
C、根據甲容器中反應數據計算 T₁℃時各物質的平衡濃度，再根據平衡常數K=$\frac{c（CO）c（{H}_{2}）}{c（{H}_{2}O）}$計算；
D、比較甲與乙可知，二者達等效平衡，根據甲、乙容器中平衡時n（H₂O）的量可知，乙相對于甲平衡向逆反應移動，因為正反應吸熱，乙中溫度低，即溫度T₁＞T₂．

解答 解：A、丙容器中起始量為甲的二倍，若容積=0.5 L，由于正反應為氣體體積增大的反應，加壓平衡左移，c（CO）＜3mol/L，故丙容器的體積V＜0.5 L，故A正確；
B、由圖可知，15min內甲容器中CO的濃度變化量為1.5mol/L，v（CO）=$\frac{1.5mol/L}{15min}$=0.1mol•L^-1•min^-1，速率之比等于化學計量數之比，所以v（H₂）=0.1mol•L^-1•min^-1，故B錯誤；
C、根據甲容器中反應數據計算：
                  C（s）+H₂O（g）═CO（g）+H₂（g）
起始濃度（mol/L）  2                 0              0
轉化濃度（mol/L） 1.5              1.5          1.5
平衡濃度（mol/L） 0.5             1.5           1.5
T₁℃時，反應的平衡常數K=$\frac{c（CO）c（{H}_{2}）}{c（{H}_{2}O）}$=$\frac{1.5×1.5}{0.5}$=4.5，故C錯誤；
D、比較甲與乙可知，二者達平衡是等效的，經計算知甲容器中平衡時n（H₂O）=0.25 mol，乙容器中，若平衡時n（H₂O）=0.4 mol，乙相對于甲平衡向逆反應移動，因為正反應吸熱，乙中溫度低，即溫度T₁＞T₂，故D錯誤；
故選A．

點評 本題考查化學平衡移動、計算及化學平衡圖象，題目難度中等，注意理解圖象的縱坐標和橫坐標的意義．