Question

在一體積為10L的容器中，通入一定量的CO和H₂O，在850℃時發生如下反應：
CO（g）+H₂O（g）═CO₂（g）+H₂ （g）△H＜0．
（1）CO和H₂O濃度變化如右圖，則在該溫度下，該反應的平衡常數K=______．0～4min的平均反應速率v（CO）=______mol?L^-1?min^-1．若降低溫度，該反應的K值將______，該反應的化學反應速率將______（填“增大”“減小”或“不變”）．
（2）在相同容器中發生上述反應，當溫度高于850℃時，容器內各物質的濃度變化如下表．

時間（min）	CO	H2O	CO2	H2
	0.200	0.300
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表中3min～4min之間反應處于______狀態； c₁數值______0.08mol?L^-1 （填大于、小于或等于）．
②反應在4min～5min間，平衡向逆方向移動，可能的原因是______
a．增加水蒸氣     b．降低溫度   c．使用催化劑     d．增加氫氣濃度
（3）在相同溫度下（850℃），若起始時c（CO）=1mol?L^-1，c（H₂O）=2mol?L^-1，反應進行一段時間后，測得H₂的濃度為0.5mol?L^-1，則此時該反應是否達到平衡狀態______（填“是”與“否”），此時v_（正）______v_（逆）（填“大于”“小于”或“等于”），你判斷的依據是______．

Answer 1

【答案】分析：（1）化學平衡常數，是指在一定溫度下，可逆反應都達到平衡時各生成物濃度的化學計量數次冪的乘積除以各反應物濃度的化學計量數次冪的乘積所得的比值，據此書寫；
根據v=計算v（H₂O），再利用速率之比等于化學計量數之比計算v（CO）
放熱反應的△H＜0，該反應正反應是放熱反應，降低溫度反應速率降低，平衡向正反應方向移動，故平衡常數增大；
（2）①由表中數據可知，3min、4min時都應個組分的濃度相同，故處于平衡狀態；
該反應正反應是放熱反應，升高溫度平衡向逆反應移動，故該溫度下平衡時CO的濃度比原平衡850℃大；
②反應中△c（CO）=△c（H₂O）=△c（CO₂）=△c（H₂），由表中數據可知，5min時與開始相比CO、H₂O、CO₂的濃度變化之比為1：1：1，平衡向逆反應移動，故可能升高溫度、降低壓強或增大氫氣的濃度；
（3）計算常數的濃度商Qc、平衡常數，與平衡常數比較判斷反應進行方向，據此解答．
解答：解：（1））可逆反應CO（g）十H₂O（g）?CO₂（g）十H₂ （g）的平衡常數k=；
v（H₂O）==0.03mol/（L．min），速率之比等于化學計量數之比，故v（CO）=v（H₂O）=0.03mol/（L．min）；
放熱反應的△H＜0，該反應正反應是放熱反應，降低溫度反應速率降低，平衡向正反應方向移動，故平衡常數增大，
故答案為：；0.03；增大；減��；
（2）①由表中數據可知，3min、4min時都應個組分的濃度相同，故處于平衡狀態；
該反應正反應是放熱反應，升高溫度平衡向逆反應移動，故該溫度下平衡時CO的濃度比原平衡850℃大，
故答案為：平衡，大于；
②反應中△c（CO）=△c（H₂O）=△c（CO₂）=△c（H₂），由表中數據可知，5min時與開始相比CO、H₂O、CO₂的濃度變化之比為1：1：1，平衡向逆反應移動，故可能升高溫度、降低壓強或增大氫氣的濃度，故選d；
故答案為：d；
（3）由圖可知，平衡時CO的濃度為0.18mol/L，則：
              CO（g）+H₂O（g）═CO₂（g）+H₂ （g）
開始（mol/L）：0.3     0.2      0        0
變化（mol/L）：0.12    0.12     0.12     0.12
平衡（mol/L）：0.18    0.08     0.12     0.12
故平衡常數k==1
在相同溫度下（850℃），若起始時c（CO）=1mol?L^-1，c（H₂O）=2mol?L^-1，反應進行一段時間后，測得H₂的濃度為0.5mol?L^-1，則：
                  CO（g）+H₂O（g）═CO₂（g）+H₂ （g）
    開始（mol/L）：1       2        0        0
    變化（mol/L）：0.5     0.5      0.5     0.5
一段時間（mol/L）：0.5      1.5      0.5     0.5
濃度商Qc==＜1，故平衡向正反應進行，此時v_（正）＞v_（逆），
故答案為：否；＞；濃度商Qc==，小于平衡常數K．
點評：本題考查化學平衡常數及影響因素、影響化學平衡的因素、化學平衡圖象與計算等，難度中等，（2）中注意分析各物質的濃度變化量關系，確定概念改變的條件．