题目内容
1．（1）在一个容积固定的反应器中，有一可左右滑动的密封隔板，两侧分别进行如图所示的可逆反应．各物质的起始加入量如下：A、B和C均为4.0mol、D为6.5mol、F为2.0mol，设E为x mol．当x在一定范围内变化时，均可以通过调节反应器的温度，使两侧反应都达到平衡，并且隔板恰好处于反应器的正中位置．请填写以下空白：| A （g）+B （g）?2C （g） | D（g）+2E（g）?2F（g） |
②若x分别为4.5和5.0，则在这两种情况下，当反应达平衡时，A的物质的量是否相等？不相等 （填“相等“、“不相等“或“不能确定“）．其理由是：因为这两种情况是在两个不同温度下达到化学平衡的，平衡状态不同，所以物质的量也不同．
（2）830K时，在密闭容器中发生下列可逆反应：CO（g）+H2O（g）?CO2（g）+H2（g）△H＜0 试回答下列问题：
①若起始时c（CO）=2mol•L-1，c（H2O）=3mol•L-1，达到平衡时CO的转化率为60%，则在该温度下，该反应的平衡常数K=1；
②在相同温度下，若起始时c（CO）=2mol•L-1，c（H2O）=2mol•L-1，反应进行一段时间后，测得H2的浓度为0.5mol•L-1，则此时v（正）＞v（逆）（填“大于”“小于”或“等于”），达到平衡时CO的转化率为50%；
③若降低温度，该反应的K值将增大（填“增大”“减小”或“不变”，下同），该反应的化学反应速率将减小．
分析 （1）①左室混合气体物质的量不变，左、右两室压强相等，恒温恒压下，体积之比等于其物质的量之比，平衡时隔板恰好处于反应器的正中位置，则平衡后右室气体物质的量为4.0mol×3=12mol，结合混合气体物质的量变化判断反应进行方向；
令达平衡时E的消耗量为2a摩，求出平衡时各组分的物质的量，利用反应混和物总的物质的量为12mol列出等式，再利用可逆反应反应物不能完全反应列不等式，联立求解．
②两种情况下，反应到达平衡时反应混合物总的物质的量为12mol，所以这两种情况是在两个不同温度下达到化学平衡的，平衡状态不同，所以A的物质的量也不同；
（2）①平衡时CO的转化率为60%，则CO的浓度变化量=2mol/L×60%=1.2mol/L，则：
CO（g）+H2O（g）?CO2（g）+H2（g）
起始（mol/L）：2 3 0 0
变化（mol/L）：1.2 1.2 1.2 1.2
平衡（mol/L）：0.8 1.8 1.2 1.2
代入平衡常数表达式K=$\frac{c（C{O}_{2}）×c（{H}_{2}）}{c（CO）×c（{H}_{2}O）}$计算；
②在相同温度下，若起始时c（CO）=2mol•L-1，c（H2O）=2mol•L-1，等效为在①中平衡基础上移走水，水的转化率增大，由上述计算可知①中平衡时水的转化率为40%，则②中平衡时氢气浓度大于2mol/L×40%=0.8mol/L，判断反应进行方向判断正、逆速率相对大小；
设平衡时CO浓度变化量为xmol/L，则：
CO（g）+H2O（g）═CO2（g）+H2 （g）
开始（mol/L）：2 2 0 0
变化（mol/L）：x x x x
平衡（mol/L）：2-x 2-x x x
再根据平衡常数列方程计算x，进而计算CO转化率；
③该反应是放热反应，温度降低，平衡正向移动，平衡常数K增大；降低温度，反应速率减小．
解答 解：（1）左室混合气体物质的量不变，左、右两室压强相等，恒温恒压下，体积之比等于其物质的量之比，平衡时隔板恰好处于反应器的正中位置，则平衡后右室气体物质的量为4.0mol×3=12mol，x=4.5时右边开始总的物质的量为6.5mol+2.0mol+4.5mol=13mol＞12mol，所以反应向物质的量减小的方向进行，即向正反应方向进行；
设达平衡时E的消耗量为2a mol，则：
D（g）+2E（g）?2F（g）
起始（mol）：6.5 x 2.0
变化（mol）：a 2a 2a
平衡（mol）：6.5-a x-2a 2.0+2a
因左侧反应混合物总的物质的量为12 mol所以达平衡时，右侧反应需满足：?
（6.5-a）+（x-2a）+（2.0+2a）=12 且 x-2a＞0
即$\left\{\begin{array}{l}{x=3.5+a}\\{x＞2a}\end{array}\right.$
解之得，x＜7.0?
故答案为：正反应；7.0；
②两种情况下，反应到达平衡时反应混合物总的物质的量为12mol，所以这两种情况是在两个不同温度下达到化学平衡的，平衡状态不同，所以A物质的量也不同．
故答案为：不相等；因为这两种情况是在两个不同温度下达到化学平衡的，平衡状态不同，所以物质的量也不同；
（2）①平衡时CO的转化率为60%，则CO的浓度变化量=2mol/L×60%=1.2mol/L，则：
CO（g）+H2O（g）?CO2（g）+H2（g）
起始（mol/L）：2 3 0 0
变化（mol/L）：1.2 1.2 1.2 1.2
平衡（mol/L）：0.8 1.8 1.2 1.2
故平衡常数K=$\frac{c（C{O}_{2}）×c（{H}_{2}）}{c（CO）×c（{H}_{2}O）}$=$\frac{1.2×1.2}{0.8×1.8}$=1，
故答案为：1；
②在相同温度下，若起始时c（CO）=2mol•L-1，c（H2O）=2mol•L-1，等效为在①中平衡基础上移走水，水的转化率增大，由上述计算可知①中平衡时水的转化率为40%，则②中平衡时氢气浓度大于2mol/L×40%=0.8mol/L，大于0.5mol/L，故反应向正反应进行，则v（正）＞v（逆）；
设平衡时CO浓度变化量为xmol/L，则：
CO（g）+H2O（g）═CO2（g）+H2 （g）
开始（mol/L）：2 2 0 0
变化（mol/L）：x x x x
平衡（mol/L）：2-x 2-x x x
则$\frac{x×x}{（2-x）×（2-x）}$=1，解得x=1，故CO转化率=$\frac{1mol/L}{2mol/L}$×100%，
故答案为：大于；50%；
③该反应是放热反应，温度降低，平衡正向移动，二氧化碳和氢气浓度增大，一氧化碳和水的浓度减小，平衡常数K增大；
降低温度，反应速率减小，
故答案为：增大；减小．
点评 本题考查化学平衡的计算，（1）关键在于确定右侧反应到达平衡时反应混合物总的物质的量，（2）中②注意利用等效平衡分析判断反应进行方向，也可以利用平衡常数与浓度商判断，难度中等．
| A． | 1.6 a g | B． | 3.2a g | C． | （a-3.2）g | D． | （a-1.6）g |
| A． | 依据铝热反应原理，能发生反应2Al+3MgO$\frac{\underline{\;高温\;}}{\;}$3Mg+Al2O3 | |
| B． | 在加入铝粉能放出氢气的溶液中：K+、NH4+、CH3COO-、Cl-一定能够大量共存 | |
| C． | 铁片放入过量的稀硝酸中：3Fe+8H++2NO${\;}_{3}^{-}$═3Fe2++2NO↑+4H2O | |
| D． | 氯化铝溶液中加入过量氨水反应实质是Al3++3NH3•H2O═Al（OH）3↓+3NH${\;}_{4}^{+}$ |
| A． | A的平均消耗速率为0.32mol•L-1•min-1 | |
| B． | B的转化率为80% | |
| C． | x的值为2 | |
| D． | B的平衡浓度为1mol•L-1 |
| A． |  向里推活塞时，长颈漏斗中有一段水柱，静止，水柱高度不变 该装置的气密性良好 | |
| B． |  脱脂棉燃烧 Na2O2与水反应生成氢氧化钠和氧气 | |
| C． |  烧杯①的澄清石灰水先变浑浊 NaHCO3比Na2CO3受热更易分解 | |
| D． |  U形管右端的液面高 铁钉发生吸氧腐蚀 |