Question

在一体积为10L的容器中，通入一定量的CO和H₂O，在850℃时发生如下反应：
CO（g）+H₂O（g）═CO₂（g）+H₂ （g）△H＜0．
（1）CO和H₂O浓度变化如右图，则在该温度下，该反应的平衡常数K=______．0～4min的平均反应速率v（CO）=______mol?L^-1?min^-1．若降低温度，该反应的K值将______，该反应的化学反应速率将______（填“增大”“减小”或“不变”）．
（2）在相同容器中发生上述反应，当温度高于850℃时，容器内各物质的浓度变化如下表．

时间（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之间反应处于______状态； c₁数值______0.08mol?L^-1 （填大于、小于或等于）．
②反应在4min～5min间，平衡向逆方向移动，可能的原因是______
a．增加水蒸气     b．降低温度   c．使用催化剂     d．增加氢气浓度
（3）在相同温度下（850℃），若起始时c（CO）=1mol?L^-1，c（H₂O）=2mol?L^-1，反应进行一段时间后，测得H₂的浓度为0.5mol?L^-1，则此时该反应是否达到平衡状态______（填“是”与“否”），此时v_（正）______v_（逆）（填“大于”“小于”或“等于”），你判断的依据是______．

Answer 1

【答案】分析：（1）化学平衡常数，是指在一定温度下，可逆反应都达到平衡时各生成物浓度的化学计量数次幂的乘积除以各反应物浓度的化学计量数次幂的乘积所得的比值，据此书写；
根据v=计算v（H₂O），再利用速率之比等于化学计量数之比计算v（CO）
放热反应的△H＜0，该反应正反应是放热反应，降低温度反应速率降低，平衡向正反应方向移动，故平衡常数增大；
（2）①由表中数据可知，3min、4min时都应个组分的浓度相同，故处于平衡状态；
该反应正反应是放热反应，升高温度平衡向逆反应移动，故该温度下平衡时CO的浓度比原平衡850℃大；
②反应中△c（CO）=△c（H₂O）=△c（CO₂）=△c（H₂），由表中数据可知，5min时与开始相比CO、H₂O、CO₂的浓度变化之比为1：1：1，平衡向逆反应移动，故可能升高温度、降低压强或增大氢气的浓度；
（3）计算常数的浓度商Qc、平衡常数，与平衡常数比较判断反应进行方向，据此解答．
解答：解：（1））可逆反应CO（g）十H₂O（g）?CO₂（g）十H₂ （g）的平衡常数k=；
v（H₂O）==0.03mol/（L．min），速率之比等于化学计量数之比，故v（CO）=v（H₂O）=0.03mol/（L．min）；
放热反应的△H＜0，该反应正反应是放热反应，降低温度反应速率降低，平衡向正反应方向移动，故平衡常数增大，
故答案为：；0.03；增大；减小；
（2）①由表中数据可知，3min、4min时都应个组分的浓度相同，故处于平衡状态；
该反应正反应是放热反应，升高温度平衡向逆反应移动，故该温度下平衡时CO的浓度比原平衡850℃大，
故答案为：平衡，大于；
②反应中△c（CO）=△c（H₂O）=△c（CO₂）=△c（H₂），由表中数据可知，5min时与开始相比CO、H₂O、CO₂的浓度变化之比为1：1：1，平衡向逆反应移动，故可能升高温度、降低压强或增大氢气的浓度，故选d；
故答案为：d；
（3）由图可知，平衡时CO的浓度为0.18mol/L，则：
              CO（g）+H₂O（g）═CO₂（g）+H₂ （g）
开始（mol/L）：0.3     0.2      0        0
变化（mol/L）：0.12    0.12     0.12     0.12
平衡（mol/L）：0.18    0.08     0.12     0.12
故平衡常数k==1
在相同温度下（850℃），若起始时c（CO）=1mol?L^-1，c（H₂O）=2mol?L^-1，反应进行一段时间后，测得H₂的浓度为0.5mol?L^-1，则：
                  CO（g）+H₂O（g）═CO₂（g）+H₂ （g）
    开始（mol/L）：1       2        0        0
    变化（mol/L）：0.5     0.5      0.5     0.5
一段时间（mol/L）：0.5      1.5      0.5     0.5
浓度商Qc==＜1，故平衡向正反应进行，此时v_（正）＞v_（逆），
故答案为：否；＞；浓度商Qc==，小于平衡常数K．
点评：本题考查化学平衡常数及影响因素、影响化学平衡的因素、化学平衡图象与计算等，难度中等，（2）中注意分析各物质的浓度变化量关系，确定概念改变的条件．