Question

5．一定温度下，在一固定体积的容器中，通入一定量的CO和H₂O，发生如下反应：CO （g）+H₂O （g）?CO₂（g）+H₂ （g）△H＜0
（1）在850℃时，CO和H₂O浓度变化如图，则 0～4min的平均反应速率
v（CO₂）=0.03mol•L^-1•min^-1
（2）t₁℃时，在相同容器中发生上述反应，容器内各物质的浓度变化如表：

时间（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计算t₁℃该反应的平衡常数为 k=0.5，t₁℃大于850℃（填“大于”、“小于”或“等于”）．判断依据是：正反应为放热反应．
②t₁℃时，反应在4min～5min间，平衡向左移动（填“向左”、“向右”或“不移动”），可能的原因是b．
a．增加CO的浓度     b．增加H₂的浓度      c．加压      d．使用催化剂．

Answer 1

分析 （1）根据v=$\frac{△c}{△t}$计算v（CO），再利用速率之比等于化学计量数之比计算v（CO₂）；
（2）①t₁℃时，3min处于平衡状态，根据K=$\frac{c（C{O}_{2}）×c（{H}_{2}）}{c（CO）×c（{H}_{2}O）}$计算平衡常数；
t₁℃时平衡时CO浓度为0.1mol/L，大于850℃平衡时CO的浓度，说明t₁℃与850℃相比平衡逆向移动，正反应为放热反应，升高温度平衡逆向移动；
②反应在4min～5min间，CO、H₂O浓度均增大0.016mol/L，CO₂的浓度减小0.016mol/L，平衡逆向移动，等于化学计量数之比，正反应为气体体积不变的放热反应，可能是增大氢气浓度，或升高温度．

解答 解：（1）由图可知，4min内CO浓度变化量为（0.2-0.08）mol/L=0.12mol/L，故v（CO）=$\frac{0.12mol/L}{4min}$=0.03mol/（L．min），速率之比等于化学计量数之比，则v（CO₂）=v（CO）=0.03mol/（L．min），
故答案为：0.03mol/（L．min）；
（2）①t₁℃时，3min处于平衡状态，则：
            CO（g）十H₂O（g）?CO₂（g）十H₂ （g）
起始（mol/L）：0.20  0.30       0        0
转化（mol/L）：0.1  0.1        0.1      0.1
平衡（mol/L）：0.1  0.2        0.1      0.1
故平衡常数K=$\frac{c（C{O}_{2}）×c（{H}_{2}）}{c（CO）×c（{H}_{2}O）}$=$\frac{0.1×0.1}{0.1×0.2}$=0.5，
t₁℃时平衡时CO浓度为0.1mol/L，大于850℃平衡时CO的浓度，说明t₁℃与850℃相比平衡逆向移动，正反应为放热反应，升高温度平衡逆向移动，故t₁℃＞850℃，
故答案为：0.5；大于；正反应为放热反应；
②反应在4min～5min间，CO、H₂O浓度均增大0.016mol/L，CO₂的浓度减小0.016mol/L，平衡逆向移动，等于化学计量数之比，正反应为气体体积不变的放热反应，改变压强或使用催化剂不影响平衡移动，可能是增大氢气浓度，或升高温度，
故答案为：向左；b．

点评 本题考查化学平衡计算与影响因素，是对学生综合能力的考查，难度中等．