Question

将不同量的CO（g）和H₂O（g）分别通入体积为2L的恒容密闭容器中，进行反应：CO（g）+H₂O（g）?CO₂（g）+H₂（g），得到如下三组数据：

实验组	温度/℃	起始量/mol		平衡量/mol	达到平衡所需时间/min
		H2O	CO	CO2
1	650	2	4	1.6	5
2	900	1	2	0.4	3
3	900	1	2	0.4	1

（1）实验1中，从反应开始到平衡，以H₂的浓度变化表示的平均反应速率为______．
（2）该反应的正反应为______（填“吸”或“放”）热反应．
（3）计算650℃时该反应的平衡常数K（650℃）=______；估计900℃时该反应的平衡
常数K（900℃）______（填“＞”、“＜”或“=”）K（650℃）．
（4）实验3跟实验2相比，改变的条件可能是______．
（5）下列事实能说明该反应达到平衡的有______（填序号）．
①容器内压强不再改变                   ②容器内气体密度不再改变
③容器内H₂O的质量不再改变            ④v_正（H₂）=v_逆（CO）
⑤反应热不再改变．

Answer 1

【答案】分析：（1）根据方程式可知v（H₂）=v（CO₂），根据v=计算；
（2）第二组温度比第一组高，反应物物质的量比第一组减半，但是平衡时CO₂的物质的量比第一组的一半少，表明该反应为放热反应；
（3）首先计算出平衡时各物质的浓度，根据K=计算，结合温度对平衡移动的影响判断；
（4）实验3跟实验2相比，温度相同，浓度相同，但实验3达到平衡所用时间少，反应速率更大，但平衡状态一样；
（5）结合反应的方程式的特点，到达平衡时，正逆反应速率相等，各物质的浓度不变，由此衍生的一些物理量也不变．
解答：解：（1）根据方程式可知v（H₂）=v（CO₂），则v（H₂）=v（CO₂）==0.16mol/（L?min），故答案为：0.16mol/（L?min）；
（2）实验1中CO的转化率为×100%=40%，实验2中CO的转化率为×100%=20%，则实验1的转化率大于实验2，则说明温度升高平衡向逆反应方向移动，正反应放热，
故答案为：放；
（3）H₂O（g）+CO（g） CO₂（g）+H₂（g）
初始 1mol/L    2mol/L              0       0
转化 0.8mol/L   0.8mol/l         0.8mol/l    0.8mol/l
平衡 0.2mol/L   1.2mol/L         0.8mol/l    0.8mol/l 
根据K=计算可得该反应在650℃时平衡常数数值为K===2.67，
该反应的正反应放热，升高温度平衡向逆反应方向移动，则平衡常数减小，
故答案为：2.67；＜；
（4）实验3跟实验2相比，温度相同，浓度相同，但实验3达到平衡所用时间少，反应速率更大，但平衡状态一样，应是使用了催化剂，由于反应前后气体体积不变，则增大了压强，平衡也不移动，也可能为压强的增大，
故答案为：使用了催化剂或增大了压强；
（5）①由于反应前后气体的体积不变，则无论是否达到平衡状态都存在容器内压强不改变，不能作为判断达到平衡的依据，故①错误； 
 ②由于气体的质量不变，容器的体积不变，则无论是否达到平衡状态，容器内气体密度都不变，不能作为判断达到平衡的依据，故②错误；
③容器内H₂O的质量不再改变，说明达到平衡状态，故③正确；
④v_正（H₂）=v_逆（CO），说明正逆反应速率相等，达到平衡状态，故④正确；
⑤无论是否达到平衡状态，反应热都不变，不能作为达到平衡状态的依据，因为反应热只与反应物的起始状态和终态有关，故⑤错误．
故答案为：③④．
点评：本题考查化学平衡的计算，题目难度中等，做题时注意把握影响平衡移动的因素以及平衡常数的有关计算，此为化学平衡常考查问题．