Question

一定溫度下，在一固定體積的容器中，通入一定量的CO和H₂O，發生如下反應：CO （g） 十H₂O （g）?CO₂（g） 十 H₂ （g）；△H＜0
（1）在850℃時，CO和H₂O濃度變化如圖，則 0～4min的平均反應速率v（CO₂）=

 

mol?L^-1?min^-1
（2）t₁℃時，在相同容器中發生上述反應，各物質的濃度變化如表：
t₁℃時物質濃度（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	0.100	0.200	0.100	0.100
4	0.100	0.200	0.100	0.100
5	0.116	0.216	0.084
6	0.096	0.266	0.104

①計算t₁℃該反應的平衡常數為K=

 

．
②t₁℃時，反應在5min～6min間，平衡

 

移動（填向左、向右或不 ），若在第5分鐘改變一種條件達到第6分鐘的濃度，改變的條件是

 

．
（3）t₂℃時，化學反應CO （g）+H₂O （g）?CO₂（g）+H₂ （g）的平衡濃度符合c（CO₂）?c（H₂）=2c（CO）?c（H₂O），則t₂℃

 

850℃，判斷依據是：

 

．

Answer 1

考點：物質的量或濃度隨時間的變化曲線

專題：化學平衡專題

分析：（1）根據v=

△c

t

求得CO的速率，再利用速率之比等于計量數之比，求得二氧化碳的速率；
（2）①根據平衡常數的定義求得；
②根據圖中數據可知，在5min～6min間，CO減小了0.02mol/L，水增加了0.05mol/L，CO₂增加了0.02mol/L，由此可以看出，CO減小的濃度等于CO₂增加的濃度，反應正向移動，它們變化的濃度也符合反應中的計量數的關系，所以可以看出在第5分鐘時改變的條件是增加了水的濃度，據此答題；
（3）比較兩個溫度下的平衡常數的大小可以判斷出溫度的高低．

解答： 解：（1）根據v=

△c

t

求得CO的速率為

0.2-0.08

4

mol?L^-1?min^-1=0.03mol?L^-1?min^-1，在反應中一氧化碳與二氧化碳計量數之比為1：1，根據速率之比等于計量數之比，可知二氧化碳的速率也為0.03mol?L^-1?min^-1，故答案為：0.03；
（2）①根據題目表格中的數據可知，當在3min時各組成成分的濃度不再變化，此時反應處于平衡狀態，根據平衡常數的定義可知K=

0.1×0.1

0.2×0.1

=0.5，
故答案為：0.5；
②根據圖中數據可知，在5min～6min間，CO減小了0.02mol/L，水增加了0.05mol/L，CO₂增加了0.02mol/L，由此可以看出，CO減小的濃度等于CO₂增加的濃度，反應正向移動，它們變化的濃度也符合反應中的計量數的關系，所以可以看出在第5分鐘時改變的條件是增加了水的濃度，其增加的濃度為0.05mol/L+0.02mol/L=0.07mol/L，所以水的濃度增加到0.286mol/L，故答案為：向右；將H₂O （g）濃度增加到0.286 mol?L^-1；
（3）由于c（CO₂）?c（H₂）=2c（CO）?c（H₂O），根據平衡常數的定義可知，在t₂℃時，K=

c(CO2)?c(H2)

c(CO)?c(H2O)

=2，大于850℃的平衡常數1，平衡右移，而該反應為放熱反應，所以溫度要低于850℃，故答案為：＜； t₂℃的平衡常數為2，大于850℃的平衡常數1，平衡右移．

點評：本題主要考查了反應速率的計算、平衡常數的計算、影響平衡移動的因素及平衡常數的應用，中等難度，解題的易錯點在于第（3）小問，平衡常數的應用．