题目内容
【题目】(1)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,t℃时物质浓度(mol·L-1)的变化CO和H2O浓度变化如下图,则0~4min的平均反应速率v(CO)=_________mol·L-1·min-1。
时间(min) | CO | H2O | CO2 | H2 |
0 | 0.200 | 0.300 | 0 | 0 |
2 | 0.138 | 0.238 | 0.062 | 0.062 |
3 | c1 | c2 | c3 | c4 |
4 | c1 | c2 | c3 | c4 |
5 | 0.116 | 0.216 | 0.084 | |
6 | 0.096 | 0.266 | 0.104 |
(2)t℃(高于850℃)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上表。
①表中3min~4min之间反应处于_________状态; c 1数值_________0.08 mol·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_________ (单选),表中5min~6min之间数值发生变化,可能的原因是_________ (单选)
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)已知:CO(g)+H2O(g)H2(g)+CO2(g)平衡常数随温度的变化如下表:
温度/℃ | 400 | 500 | 800 |
平衡常数/K | 9.94 | 9 | 1 |
C(s)+CO2(g)2CO(g) K
C(s)+H2O(g)CO(g)+H2(g) K1
CO(g)+H2O(g)H2(g)+CO2(g) K2
则K、K1、K2之间的关系是K=________。
【答案】0.03 平衡 大于 d a K1/K2
【解析】
(1)则0~4min的平均反应速率v(CO)=(0.20-0.08)/4=0.03mol·L-1·min-1;综上所述,本题答案是:0.03。
(2)由t℃>850℃,温度升高,化学反应速率加快,达到化学平衡状态所需时间缩短,故①表中3-4 min之间反应已处于平衡状态,又由于所给反应为放热反应,温度升高平衡向逆反应方向移动,所以c1值大于0.08 mol·L-1;综上所述,本题答案是:平衡,大于。
②对于已达平衡状态的气体总体积不变的放热反应,若平衡向逆反应方向移动,可能的原因只有可能减少反应物或增大了生成物的浓度,d选项正确;由表中数据可知在5-6 min之间c(H2O)增大,而c(CO)减小,c(CO2)增大,故发生这种变化的原因只可能为增大了水蒸气的用量,a选项正确;综上所述,本题答案是:d ,a。
(3)将K2对应方程式倒过来,H2(g)+CO2(g) CO(g)+H2O(g),K3=1/K2=c(CO)c(H2O)/ c(H2)c(CO2);C(s)+H2O(g)CO(g)+H2(g) K1=c(H2)c(CO)/c(H2O);C(s)+CO2(g)2CO(g) K= c2(CO)/ c(CO2);所以K= K3×K1= K1/K2;综上所述,本题答案是:K1/K2。