Question

12．700℃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下表（表中t₁＜t₂）．下列说法正确的是（　　）

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

• A． 反应在t₁min内的平均速率为v（H₂）=$\frac{0.4}{{t}_{1}}$mol．L^-1．min^-1
• B． 温度升至800℃，上述反应平衡常数为0.64，则正反应为吸热反应
• C． 保持其他条件不变，若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和H₂O的转化率均增大
• D． 保持其他条件不变，若起始时向容器中充入0.60mol CO和1.20 mol H₂O，则到达平衡时，n（CO₂）=0.40 mol

Answer 1

分析 A．由表中数据可知，t₁min内参加反应的CO的物质的量为1.2mol-0.8mol=0.4mol，根据v=$\frac{\frac{△n}{V}}{△t}$计算v（CO），再根据速率之比等于化学计量数之比计算v（H₂）；
B、t₁min时n（CO）=0.8mol，n（H₂O）=0.6mol-0.4mol=0.2mol，t₂min时n（H₂O）=0.2mol，说明t₁min时反应已经达到平衡状态，反应前后气体的体积不变，利用物质的量代替浓度计算700℃时平衡常数，比较不同温度下的平衡常数大小判断反应的热效应；
C、保持其他条件不变，增加一种反应物的浓度，平衡向正反应方向移动，另一种反应物的转化率增大，自身转化率降低；
D、CO与H₂O按物质的量比1：1反应，充入0.60 mol CO和1.20 mol H₂O与充入1.20 mol CO和0.6mol H₂O到达平衡时对应生成物的浓度、物质的量相同．

解答 解：A、由表中数据可知，t₁min内参加反应的CO的物质的量为1.2mol-0.8mol=0.4mol，v（CO）=$\frac{\frac{0.4mol}{2L}}{{t}_{1}}$=$\frac{0.2}{{t}_{1}}$mol/（L•min），速率之比等于化学计量数之比计算v（H₂）=v（CO）=$\frac{0.2}{{t}_{1}}$mol/（L•min），故A错误；
B、t₁min时n（CO）=0.8mol，n（H₂O）=0.6mol-0.4mol=0.2mol，t₂min时n（H₂O）=0.2mol，说明t₁min时反应已经达到平衡状态，此时n（CO）=0.8mol，n（H₂O）=0.2mol，n（CO₂）=c（H₂）=△n（CO）=1.2mol-0.8mol=0.4mol，反应前后气体的体积不变，利用物质的量代替浓度计算700℃时平衡常数，则K=$\frac{0.4×0.4}{0.8×0.8}$=1，温度升至800℃，上述反应平衡常数为0.64，说明温度升高，平衡是向左移动，故正反应为放热反应，故B错误；
C．保持其他条件不变，向平衡体系中再通入0.20molH₂O，与原平衡相比，平衡向右移动，达到新平衡时CO转化率增大，H₂O转化率减小，H₂O的体积分数会增大，故C错误；
D、CO与H₂O按物质的量比1：1反应，充入0.60 mol CO和1.20 mol H₂O与充入1.20 mol CO和0.6mol H₂O，平衡时生成物的浓度对应相同，t₁min时n（CO）=0.8mol，n（H₂O）=0.6mol-0.4mol=0.2mol，t₂min时n（H₂O）=0.2mol，说明t₁min时反应已经达到平衡状态，根据化学方程式可知，则生成的n（CO₂）=0.4mol，故D正确；
故选D．

点评 本题考查化学平衡的计算，题目难度中等，注意掌握化学平衡及其影响因素，明确化学反应速率的概念及表达式，试题培养了学生的化学计算能力．