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，且K=1．
（1）850℃时，若向一容积可变的密闭容器中同时充入1.0mol CO，3.0mol H₂O，1.0mol CO₂和x mol H₂，则：
①当x=5.0时，上述平衡向

 

（填“正反应”或“逆反应”）方向移动．
②若要使上述反应开始时向正反应方向进行，则x应满足的条件是

 

．
③若设x=5.0和x=6.0，其他物质的投料不变，当上述反应达到平衡后，测得H₂的体积分数分别为a%、b%，则a

 

b（填“大于”“小于”或“等于”）．
④CO和H₂O浓度变化如图，则 0-4min的平均反应速率v（CO）=

 

 mol/（L?min）
（2）若升高温度到950℃时，达到平衡时K

 

1（填“大于”“小于”或“等于”）．

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	C3
4	C1	C2	C3	C3
5	0.116	0.216	0.084
6	0.096	0.266	0.104

（3）t₁℃（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；C₁数值

 

0.08mol/L （填大于、小于或等于）．
②反应在4min-5min问，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
（4）下列叙述中说明反应2HI（g）?H₂（g）+I₂（g）已达到平衡的是

 

①单位时间内生成n mol H₂的同时生成n mol HI
②一个H-H键断裂的同时有两个H-I键断裂
③c（HI）：c（H₂）：c（I₂）=2：1：1时
④温度和体积一定时，容器内压强不再变化
⑤温度和压强一定时，混合气体的密度不再变化
⑥温度和体积一定时，混合气体的颜色不再变化
⑦条件一定，混合气体的平均相对分子质量不再变化．

Answer 1

考点：化学平衡的影响因素,化学平衡建立的过程,化学平衡状态的判断

专题：化学平衡专题

分析：（1）①反应混合物各物质的量系数相同都为1，利用物质的量代替浓度，计算浓度商Qc，根据浓度商Qc与平衡常数k的关系判断．Qc＞k平衡向逆反应进行，Qc=k反应处于平衡状态，Qc＜k平衡向正反应进行；
②用x表示出浓度商Q_c，平衡向正反应移动，应满足浓度商Qc＜k，据此计算判断；
③增大一种生产物（氢气）的体积分数，平衡向逆反应方向移动，平衡移动的结果是降低这种增大的幅度，故平衡后氢气的体积分数还是大于原来的；
④依据反应速率V=

△c

△t

计算；
（2）反应是放热反应，升温，平衡逆向进行分析；
（3）①表中3min-4min之间各物质的浓度不变，850℃达到平衡，c（CO）=0.08mol/L，该反应为放热反应，升高温度逆向移动；
②由表中5min-6min之间数值可知，CO的浓度减小，而H₂O的浓度增大，平衡正向移动，以此来解答；
（4）当反应达到平衡状态时，正逆反应速率相等，各物质的浓度不变，由此衍生的一些物理量不变，注意该反应是一个反应前后气体体积不变的化学反应，所以不能用压强判断平衡．

解答： 解：（1）①此时的浓度商Q_c=

1×5

1×3

=1.67，大于平衡常数1，故平衡向逆反应方向移动，故答案为：逆反应；
②平衡向正反应方向移动，浓度商小于平衡常数，即

1×x

1×3

＜1，解得x＜3，故答案为：x＜3；
③加入6mol氢气所到达的平衡，可以等效为在加入5mol氢气到达平衡后再加入1mol氢气，增大一种生产物（氢气）的体积分数，平衡向逆反应方向移动，平衡移动的结果是降低这种增大的幅度，但平衡后氢气的体积分数还是大于原来的，故得H₂的体积分数分别为a%＜b%，a＜b；
故答案为：小于；
 ④0-4min的平均反应速率v（CO）=

0.2mo/L-0.08mol/L

4min

=0.03mol/L?min；
故答案为：0.03；
（2）CO（g）+H₂O（g）?CO₂（g）+H₂ （g）△H＜0，且K=1．反应是放热反应，升温，平衡逆向进行，平衡常数减小，K小于1；
故答案为：小于；    
（3）①表中3min-4min之间各物质的浓度不变，则达到化学平衡状态，又850℃达到平衡，c（CO）=0.08mol/L，该反应为放热反应，升高温度逆向移动，所以温度t＞850℃，
故答案为：平衡；＞；
②反应在4min-5min间，平衡向逆方向移动可能是升高温度、增大生成物浓度、减少反应物浓度等因素引起，故选D．表中5min-6min之间CO浓度减少，H₂O浓度增大，CO₂浓度增大，只有增加水蒸气，使化学平衡向正反应方向移动．故选A，
故答案为：d；a； 
（4）2HI（g）?H₂（g）+I₂（g），反应是气体体积不变的反应；
①单位时间内生成n mol H₂的同时生成n mol HI，正逆反应速率不同，不能说明反应达到平衡状态，故①错误；
②一个H-H键断裂的同时有两个H-I键断裂，说明正逆反应速率相同，反应达到平衡状态，故②正确；
③各组分的物质的量浓度比为2：1：1，无法判断浓度是否变化，正逆反应速率是否相等，所以c（HI）：c（H₂）：c（I₂）=2：1：1时，不能说明反应达到平衡状态，故③错误；
④反应前后气体体积不变，温度和体积一定时，容器中压强始终不变，容器内压强不再变化，不能说明反应达到平衡状态，故④错误；
⑤反应前后气体体积不变，气体质量和体积不变，过程中和平衡状态密度不变，温度和压强一定时，混合气体的密度不再变化，不能说明反应达到平衡状态，故⑥错误；
⑥温度和体积一定时，物质浓度不变，混合气体的颜色不再变化，说明反应达到平衡状态，⑥正确；
⑦条件一定，混合气体的平均相对分子质量在平衡状态和反应过程中始终不变，混合气体的平均相对分子质量不再变化，不能安定平衡状态，故⑦错误；说明反应
故答案为：②⑥．

点评：本题综合考查化学平衡常数、平衡的有关计算和判断等问题，题目难度较大，将图表信息和图象信息相结合来分析是解答的关键，较好地考查学生的能力．