Question

工业上制备H₂的一种重要方法是：CO(g)＋H₂O(g)CO₂(g)＋H₂(g) △H＝Q kJ·mol^―1。已知该反应的平衡常数K与温度的关系如图所示。若在一固定的密闭容器中，850℃时发生上述反应，并测得容器内各物质的浓度（mol·L^―1）随时间的变化关系如下表：

时间/min	CO(g)	H2O(g)	CO2(g)	H2(g)
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

已知：850℃时该反应的化学平衡常数K＝1.0，请回答下列问题：

（1）下列可以判断该反应达到化学平衡状态的是        。

A．单位时间内减少CO(g)的浓度等于生成CO₂(g)的浓度

B．反应容器内的压强不发生变化

C．混合气体中H₂(g)的浓度不再发生改变

D．氢气的生成速率等于水的消耗速率

（2）Q       0（填“＞”、“＝”或“＜”）。

（3）若在850℃时向反应容器中充入H₂O(g)，K值         （填“增大”、“减小”或“不变”，下同）；若升高反应体系的温度，K值         。

（4）上表中c₂为         mol·L^＝1，CO(g)的转化率为                。

Answer 1

（1）C                                      （2）<

（3）不变   提高CO的转化率或利用率        （4）0.18  60%

解析:

（1）   判断反应达到平衡状态的标志有两个：v_正= v_逆 ，反应混合中各组分的百分含量保   持不变。单位时间内减少CO(g)的浓度等于生成CO₂(g)的浓度表示的都是v_正所以A错；该反应左右气体一样多，所以容器内的压强恒温恒容条件下永远不发生变化，所以B错；

混合气体中H₂(g)的浓度不再发生改变符合反应混合中各组分的百分含量保持不变，所以C对；氢气的生成速率等于水的消耗速率，这两个表示的都是v_正所以D错。

（2）温度升高，K下降，说明温度升高平衡逆向移动，说明逆向是吸热，则正向肯定放热。

（3）   对于同一反应，K值只受温度影响。

（4）   CO(g)＋H₂O(g)CO₂(g)＋H₂(g)

起始  0.200   0.300        0       0

转化   X      X          X      X

平衡0.200- X 0.300-X       X      X

根据K＝1.0即可算出c₂为0.300-X=0.18mol·L^＝1  CO(g)的转化率为X/0.200=60%