Question

12．在一固定容积的密闭容器中，进行如下化学反应：CO₂（g）+H₂（g）?CO（g）+H₂O（g）；△H=Q KJ/mol其化学平衡常数K和温度t的关系如下：

t℃	700	800	850	1000	1200
K	0.6	0.9	1.0	1.7	2.6

请回答：
（1）上述反应中Q＞0 （选填“＞”或“＜”）
（2）能判断该反应已达到化学平衡状态的依据是cd．
a．容器中压强不变 b．反应热△H不变c．v_正（H₂）=v_逆（CO） d．CO₂的质量分数不变
（3）温度为850℃时，可逆反应CO（g）+H₂O（g）?CO₂（g）+H₂（g）在固定容积的密闭容器中进行，容器内物质的浓度变化如表：
850℃时物质的浓度（mol/L）的变化

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

①计算：3min时CO的浓度 c₁=0.08mol/L，H₂O （g）的转化率=40%．
②反应在4min～5min之间，平衡向逆反应方向移动，可能的原因是b表中5min～6min之间数值发生变化，可能的原因是a
a．增加水蒸气     b．增加氢气浓度  c．使用催化剂．

Answer 1

分析 （1）由表中数据可知，温度越高化学平衡常数越大，升高温度平衡向正反应移动，正反应是吸热反应；
（2）根据平衡状态的实质和标志去判断解题；
（3）①依据容器中浓度变化结合化学平衡的三段式列式计算，结合平衡常数不随温度变化，根据转化率公式进行计算；
（4）反应在4min～5min，平衡向逆方向移动，根据平衡移动原理，结合选项判断；
由表中数据可知，5min～6minCO的浓度降低，CO₂浓度增大，浓度变化都是0.02mol/L，说明平衡向正反应移动，再结合水的浓度变化进行判断．

解答 解：（1）由表中数据可知，温度越高化学平衡常数越大，升高温度平衡向正反应移动，正反应是吸热反应，故答案为：＞；
（2）（a） 容器中压强不变，一直不变，故不选；
（b） 反应热△H不变，一直不变，故不选；
（c） V_正（H₂）=V_逆（CO），正逆反应速度相等，故选；
（d） CO₂的质量分数不变，说明各物质的质量不变，正逆反应速度相等，故选；
故选：cd；
（3）①CO（g）+H₂O（g）?CO₂（g）+H₂（g）
起始浓度/mol•L^-1   0.2           0.3            0                0
变化浓度/mol•L^-1：c₃  c₃            c₃                c₃
平衡浓度/mol•L^-1：0.2-c₃       0.3-c₃       c₃  c₃
由题意知，850℃时，K=1.0，即
K=$\frac{c（C{O}_{2}）c（{H}_{2}）}{c（CO）c（{H}_{2}O）}$=$\frac{（0.2-{C}_{3}）×（0.3-{C}_{3}）}{{C}_{3}×{C}_{3}}$=1.0
解得 c₃=0.12mol/L，所以c₁=0.08mol/L，H₂O（g）的转化率=$\frac{0.12mol/L}{0.3mol/L}$×100%=40%，
故答案为：0.08mol/L、40%；
②反应在4min～5min，平衡向逆方向移动，根据平衡移动原理，结合选项判断；
由表中数据可知，5min～6minCO的浓度降低，CO₂浓度增大，浓度变化都是0.02mol/L，说明平衡向正反应移动，再结合水的浓度变化进行判断．②反应在4min～5min，平衡向逆方向移动，增大水蒸气的浓度，平衡向正反应移动，降低温度平衡向正反应移动，使用催化剂平衡不移动，增大氢气的浓度，平衡向逆反应移动，故4min～5min改变条件为增大氢气的浓度，
由表中数据可知，5min～6minCO的浓度降低，CO₂浓度增大，浓度变化都是0.02mol/L，说明平衡向正反应移动，而水的浓度增大0.05mol/L，应是增大水蒸气的浓度，故答案为：b，a．

点评 本题主要考查温度对化学平衡、化学平衡常数的影响，化学平衡常数的计算，化学平衡的标志判断，难度不大，考查学生分析和解决问题的能力．