题目内容

在一个体积为4L的密闭容器中,高温下发生下列反应:C(s)+H2O(g)?CO(g)+H2(g)△H>0其中,H2O、CO的物质的量(mol)随时间(min)的变化曲线如图所示.
(1)降低温度,平衡常数K
减小
减小
(填“增大”、“不变”或“减小”.下同),反应速率
减小
减小
.
(2)能判断该反应达到平衡状态的依据是
AC
AC
.
A、水蒸气的转化率不再发生改变    B、2molH-O键断裂的同时,有1molH-H键生成
C、v正(H2)=v逆(CO )          D、c(H2O)=c(CO)
(3)反应进行至2min时,若只改变了某一个条件,使曲线发生如上图所示的变化,该条件可能是
可能是升高温度
可能是升高温度
;反应至5min时,若也只改变了某一个条件,使曲线发生如上图所示的变化,该条件可能是
可能是增加了水蒸气
可能是增加了水蒸气
.
分析:(1)该反应的正反应是吸热反应,降低温度平衡向逆反应方向移动,反应速率减小;
(2)反应达到平衡状态时,正逆反应速率相等,平衡时各种物质的物质的量、浓度、含量等不再发生变化,以及由此衍生的其它量不变,可由此进行判断;
(3)反应进行至2min时,根据图象知,相同时间内,水和一氧化碳的物质的量变化量大于0-1min内,说明反应速率增大,根据压强和温度对反应速率、化学平衡的影响分析;
反应至第5min时,CO的物质的量不变,水的物质的量增大,说明改变的量是水的物质的量.
解答:解:(1)该反应的正反应是吸热反应,降低温度平衡向逆反应方向移动,生成物浓度减小,反应物浓度增大,所以化学平衡常数K减小,温度越低,反应速率越小,
故答案为:减小;减小;
(2)反应达到平衡状态时,正逆反应速率相等,平衡时各种物质的物质的量、浓度、含量等不再发生变化,以及由此衍生的其它量不变,
A、水蒸气的转化率不再发生改变时,则水蒸气的物质的量不再变化,说明该反应达到平衡状态,故A正确;    
B、无论该反应是否达到平衡状态,2molH-O键断裂的同时,有1molH-H键生成,所以不能判断该反应是否达到平衡状态,故B错误;
C、当v正(H2)=v逆(CO )时,氢气的正逆反应速率相等,所以该反应达到平衡状态,故C正确;          
D、当c(H2O)=c(CO)时,该反应不一定达到平衡状态,与反应初始浓度和转化率有关,故D错误;
故选:AC;
(3)应进行至2min时,根据图象知,相同时间内,水和一氧化碳的物质的量变化量大于0-1min内,说明反应速率增大,水蒸气的物质的量减少,一氧化碳的物质的量增加,说明平衡向正反应方向移动,则该改变的条件只能是升高温度;
反应至第5min时,CO的物质的量不变,水的物质的量增大,说明改变的量是增加水的物质的量,
故答案为:可能是升高温度;可能是增加了水蒸气.
点评:本题考查了化学平衡状态的判断、外界条件对化学平衡的影响,明确化学平衡状态的判断依据、温度和物质的浓度对化学平衡的影响即可解答,注意降低温度时,无论是吸热反应还是放热反应,都降低反应速率.
练习册系列答案
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合成气(CO和H2)是重要的化工原料,在工业生产中有着广泛的应用.
(1)工业上用甲烷和水蒸气在高温条件下发生反应制备合成气(CO和H2),4g甲烷完全反应吸收51.5KJ热量,写该反应的热化学方程式
CH4(g)+H2O(g)=CO(g)+3H2(g)△H=+206KJ/mol
CH4(g)+H2O(g)=CO(g)+3H2(g)△H=+206KJ/mol

(2)已知:CH4(g)+2O2(g)═CO2(g)+2H2O(g)△H=-802kJ?mol-1,由反应(1)制备的合成气10m3(已折成标况),完全燃烧所提供的能量为
1.125×105
1.125×105
kJ
(3)工业上常用合成气来冶炼金属,其中CO还原氧化铁来冶炼生铁方程式如下:
3CO(g)+Fe2O3(s)═3CO2(g)+2Fe(s)△H<0
①如果上述反应在体积不变的密闭容器中发生,当反应达到平衡时,
AD
AD
.
A.容器中Fe2O3的质量不随时间而变化     B.反应物不再转化为生成物
C.n (CO):n (CO2)=1:1                D.容器中气体的压强不随时间而变化
②在一个容积为4L的密闭容器中,1000℃时加入4mol CO(g)和足量Fe2O3(s),反应2分钟后达到平衡,测得此时容器内气体的密度为40g/L,求该时间范围内反应的平均反应速率υ(CO2)=
0.375mol/L?min
0.375mol/L?min
、CO的平衡转化率=
75%
75%
、该反应的化学平衡常数K=
27
27
.
③如果在3分钟时向②的平衡体系中再加入2mol CO(g),其它条件不变,经过2分钟反应又达到平衡.请画出②、③c(CO)、c(CO2) 随时间变化的图象.

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