Question

【题目】将一定量的H2O(g)和CO(g)分别通入到一体积为2 L的恒容密闭容器中进行反应：H2O(g)＋CO(g)CO2(g)＋H2(g)，得到以下三组数据，据此回答下列问题：

实验组	温度	起始量		平衡量		达到平衡所需时间
		H2O	CO	H2	CO
1	650℃	1 mol	2 mol	0.8 mol	1.2 mol	5 min
2	900℃	0.5 mol	1 mol	0.2 mol	0.8 mol	3 min
3	900℃	a	b	c	d	t

（1）①由以上数据，实验1中以v(CO2)表示反应速率为_______，以α(CO)表示转化率为_____。

②该反应在650℃时平衡常数数值为_________，该反应的逆反应为_________ (填“吸”或“放”)热反应。

③若实验3和实验2中CO的百分含量相同，且t<3 min，则a、b应满足的关系是_______。

（2）下图1、2表示上述反应在时刻t1达到平衡，在时刻t2因改变某个条件而发生变化的情况：

①图1中时刻t2发生改变的条件可能是____________(写一条即可，下同)。

②图2中时刻t2发生改变的条件可能是______________________________________。

（3）在850 ℃时，其平衡常数K＝1，850 ℃时在该容器中同时充入1.0 mol CO、3.0 mol H2O、1.0 mol CO2、5.0 mol H2，此时应向________(填“正反应”或“逆反应”)方向进行，平衡时CO2的物质的量为__________。

Answer 1

【答案】（1）①0.16mol/（Lmin）②2.67；吸；③b=2a，a＞0.5（或使用催化剂）．（2）①加入催化剂或缩小容器体积②通H2O（g）或降温或减小H2浓度（3）逆反应，0.8mol

【解析】（1）①根据方程式可知v（CO）=v（CO2），则v（CO2）=v（CO）==0.16mol/（Lmin），故答案为：0.16mol/（Lmin）；

②H2O（g）+CO（g）CO2（g）+H2（g）

初始 1mol/L 2mol/L 0 0

转化 0.8mol/L 0.8mol/l 0.8mol/l 0.8mol/l

平衡 0.2mol/L 1.2mol/L 0.8mol/l 0.8mol/l

根据K=计算可得该反应在650℃时平衡常数数值为K===2.67，实验1中CO的转化率为×100%=40%，实验2中CO的转化率为×100%=20%，则实验1的转化率大于实验2，则说明温度升高平衡向逆反应方向移动，正反应放热，逆反应为吸热反应；

③反应前后气体体积不变，实验2相似的平衡状态（即各物质的质量分数分别相等），为等效平衡，满足CO（g）与H2O（g）的物质的量为1：2，即a：b=1：2，b=2a，由于到达平衡时间t＜3min，所以速率较实验2快，故a＞0.5（或使用催化剂）．

（2）①图1中，t2正逆反应速率同时同等程度增大，由于反应前后气体物质的量相同，增大压强化学平衡不发生移动，即正逆反应速率变化程度相同，所以外界条件的改变为加入催化剂或缩小容器体积，故答案为：加入催化剂或缩小容器体积；

②图2中时刻t2CO2浓度增大，CO浓度减小，即化学平衡向右移动，又由于在t2时，二者浓度不变，即压强不变，或者说，不是因为压强变化而导致平衡的移动，只能为温度的影响，或为H2O（g）或H2浓度的影响，所以条件为通H2O（g）或降温或减小H2浓度，故答案为：通H2O（g）或降温或减小H2浓度．

（3）设反应时转化了CO2xmol/L

H2O（g）+CO（g）CO2（g）+H2（g）

初始 （mol/L） 3 1 1 5

转化 （mol/L） x x x x

平衡 （mol/L） 3+x 1+x 1﹣x 5﹣x

Qc===＞K，所以平衡向逆反应方向进行；

根据K==1，可解得x=0.2，所以平衡时CO2的物质的量为（1mol/L﹣0.2mol/L）×1L=0.8mol，故答案为：逆反应，0.8mol；