Question

19．700℃时，向容积为2L的密闭容器中充入一定量的CO和H₂O，发生如下反应：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	n（H2O）/mol
0	1.20	0.60
t1		0.20
t2	0.80

请回答下列问题：
（1）保持其他条件不变，若起始时向容器中充入0.60molCO和1.20molH₂O，则平衡时n（CO₂）=0.4molmol
（2）温度升至800℃，上述反应的平衡常数为0.64，则正反应是放热反应（填“放热”或“吸热”）
（3）700℃时，若向容积为2L的密闭容器中充入CO、H₂O、CO₂、H₂的物质的量分别为1.20mol、2.00mol、1.20mol、1.20mol，则此时该反应的V_正＞V_逆（填“＞”、“＜”或“=”）
（4）该反应在t₁时刻建立平衡，在t₂时刻因改变某个条件导致CO、CO₂浓度发生变化的情况如图所示，则t₂时刻改变的条件可能是降低温度、增加水蒸汽的量或减少氢气的量（写出两种）
（5）若该容器体积不变、绝热，则下列情况中说明反应建立平衡的是①④
①体系的压强不再发生变化
②混合气体的密度不变
③混合气体的平均相对分子质量不变
④体系的温度不再发生变化．

Answer 1

分析 （1）根据反应时转化的物质的量计算n（CO₂）；
（2）根据温度变化对平衡常数的影响判断反应热；
（3）据K和Qc的大小比较判断；
（4）据图可知，CO浓度继续减小和二氧化碳的浓度继续增大，在t₂时刻平衡正向移动，可能是增加水蒸汽的量或减少氢气的量或降温；
（5）不传热的固定容积的容器中，反应达到平衡的标志是正逆反应速率相同，各成分含量保持不变分析判断选项．

解答 解：（1）t₂时n（H₂O）=0.2mol，转化H₂O的物质的量为0.4mol，转化的H₂也为0.4mol，t₂时n（H₂）=0.4mol，与t₁时相同，说明t₁时达到达到平衡状态，根据化学方程式可知，则生成的n（CO₂）=0.4mol；
故答案为：0.4；
（2）容积为2L，根据三段式计算，
      CO（g）+H₂O（g）?CO₂（g）+H₂（g）
起始：1.2mol  0.6mol           0         0  
转化：0.4mol  0.4mol           0.4mol    0.4mol
平衡：0.8mol  0.2mol           0.4mol    0.4mol 
t₁时达到达到平衡状态，平衡常数K=$\frac{c（{H}_{2}）•c（C{O}_{2}）}{c（CO）•c（{H}_{2}O）}$=$\frac{（0.4mol÷2L）•（0.4mol÷2L）}{（0.8mol÷2L）•c（0.2mol÷2L）}$=1，温度升至T₂℃，上述反应的平衡常数为0.64，说明升高温度平衡向逆反应方向移动，则正反应放热，即△H＜0；
故答案为：放热；
（3）700℃时，若向容积为2L的密闭容器中充入CO、H₂O、CO₂、H₂的物质的量分别为1.20mol、2.00mol、1.20mol、1.20mol，则此时Qc=$\frac{（1.2mol÷2L）•（1.2mol÷2L）}{（1.2mol÷2L）•（2.0mol÷2L）}$=0.6＜1，平衡正向移动，v（正）＞v（逆）；
故答案为：＞；
（4）据图可知，CO浓度继续减小和二氧化碳的浓度继续增大，在t₂时刻平衡正向移动，可能是增加水蒸汽的量或减少氢气的量，正反应放热，降温平衡正向移动；
故答案为：降低温度、增加水蒸汽的量或减少氢气的量
（5）①虽然反应前后气体体积不变，但由于绝热等容容器中反应过程中有温度变化，所以压强也在变化，体系的压强不再发生变化能判断反应达到平衡，故①符合；
②反应中混合气体质量守恒，体积不变，密度不变，混合气体的密度不变不能说明反应达到平衡，故②不符合；
③反应前后气体质量守恒，反应前后气体体积不变，物质的量不变，混合气体的平均相对分子质量不变，不能说明反应达到平衡，故③不符合；
④各组分的物质的量浓度不再改变是平衡的标志，故④符合；
故答案为：①④．

点评 本题考查了化学平衡移动原理，明确化学平衡常数的含义结合化学平衡常数公式进行有关计算，灵活运用三段式法进行解答，会分析图象中曲线变化特点，题目难度中等．