Question

14．700℃时，向容积为2L的密闭容器中充入一定量的CO和H₂O，发生反应：CO（g）+H₂O（g）═CO₂（g）+H₂（g）．反应过程中测定的部分数据见表（表中t₂＞t₁）：

反应时间/min	n（CO）/mol	H2O/mol
0	1.20	0.60
t1	0.80
t2		0.20

下列说法正确的是（　　）

• A． 反应在t₁min内的平均速率为v（H₂）=$\frac{0.40}{{t}_{1}}$mol•L^-1•min^-1
• B． 保持其他条件不变，起始时向容器中充入0.60mol CO和1.20mol H₂O，到达平衡时n（CO₂）=0.30mol
• C． 保持其他条件不变，向平衡体系中再通入0.20mol H₂O，与原平衡相比，达到新平衡时CO转化率增大，H₂O的体积分数增大
• D． 温度升高至800℃，上述反应平衡常数为0.64，则正反应为吸热反应

Answer 1

分析 A．由表中数据，可知t₁min内△n（CO）=1.2mol-0.8mol=0.4mol，由方程式可知△n（H₂）=△n（CO）=0.4mol，再根据v=$\frac{△c}{△t}$计算v（H₂）；
B．t₂min时反应的水为0.6mol-0.2mol=0.4mol，由方程式可知参加反应的CO为0.4mol，故t₂min时CO为1.2mol-0.4mol=0.8mol，与t₁min时CO的物质的量相等，则t₁min时到达平衡状态．若保持其他条件不变，起始时向容器中充入0.60molCO（g）和1.20molH₂O（g），与原平衡中物质的量互换，二者按物质的量1：1反应，平衡常数不变，则生成物中同种物质的浓度相等，恒容条件下同种物质的物质的量相等；
C．保持其他条件不变，向平衡体系中再通入0.20mol H₂O，与原平衡相比平衡正向移动，等效为开始通入1.6molCO（g）和0.8molH₂O（g）平衡后移走0.4molCO（g），开始通入1.6molCO（g）和0.8molH₂O（g）与原平衡为等效平衡，平衡时相同物质的含量相同；
D.700℃时，向容积为2L的密闭容器中开始通入1.2molCO（g）和0.6molH₂O（g），平衡时水为0.2mol，则：
              CO（g）+H₂O（g）?CO₂（g）+H₂（g）
起始量（mol）：1.2     0.6      0        0
变化量（mol）：0.4     0.4      0.4      0.4
平衡量（mol）：0.8     0.2      0.4      0.4
故700℃时平衡常数K=$\frac{\frac{0.4}{2}×\frac{0.4}{2}}{\frac{0.8}{2}×\frac{0.2}{2}}$=1，若温度升至800℃，上述反应平衡常数为0.64，小于700℃时平衡常数K=1，说明升高温度平衡逆向移动，升高温度平衡向吸热反应移动．

解答 解：A．由表中数据，可知t₁min内△n（CO）=1.2mol-0.8mol=0.4mol，由方程式可知△n（H₂）=△n（CO）=0.4mol，则v（H₂）=$\frac{\frac{0.4mol}{2L}}{{t}_{1}min}$=$\frac{0.2}{{t}_{1}}$mol/（L．min），故A错误；
B．t₂min时反应的水为0.6mol-0.2mol=0.4mol，由方程式可知参加反应的CO为0.4mol，故t₂min时CO为1.2mol-0.4mol=0.8mol，与t₁min时CO的物质的量相等，则t₁min时到达平衡状态，平衡时二氧化碳为0.4mol．若保持其他条件不变，起始时向容器中充入0.60molCO（g）和1.20molH₂O（g），与原平衡中物质的量互换，二者按物质的量1：1反应，平衡常数不变，则生成物中同种物质的浓度相等，恒容条件下同种物质的物质的量相等，故到达平衡时n（CO₂）=0.40mol，故B错误；
C．保持其他条件不变，向平衡体系中再通入0.20mol H₂O，与原平衡相比平衡正向移动，达到新平衡时CO转化率增大，开始通入1.6molCO（g）和0.8molH₂O（g）与原平衡为等效平衡，向平衡体系中再通入0.20mol H₂O等效为开始通入1.6molCO（g）和0.8molH₂O（g）平衡后移走0.4molCO（g），平衡逆向移动，H₂O的体积分数增大，故C正确；
D.700℃时，向容积为2L的密闭容器中开始通入1.2molCO（g）和0.6molH₂O（g），平衡时水为0.2mol，则：
             CO（g）+H₂O（g）?CO₂（g）+H₂（g）
起始量（mol）：1.2    0.6      0       0
变化量（mol）：0.4    0.4     0.4      0.4
平衡量（mol）：0.8    0.2     0.4      0.4
故700℃时平衡常数K=$\frac{\frac{0.4}{2}×\frac{0.4}{2}}{\frac{0.8}{2}×\frac{0.2}{2}}$=1，
若温度升至800℃，上述反应平衡常数为0.64，小于700℃时平衡常数K=1，说明升高温度平衡逆向移动，升高温度平衡向吸热反应移动，则正反应为放热反应，故D错误，
故选：C．

点评 本题考查化学平衡计算，涉及反应速率计算、平衡常数应用与影响因素，侧重考查学生对数据的分析处理能力，难度中等．