题目内容

18．为了减少CO对大气的污染，某科研小组在一个体积为1L的容积不变的密闭容器中充入等量的CO和H2O（g），研究用CO和H2O（g）反应转化为绿色能源H2，不同温度下，CO的浓度[c（CO）]随时间[t]变化的曲线如图所示．
（1）CO（g）+H2O（g）?CO2（g）+H2（g）△H＜0（填“＜”“＞”或“=”）
（2）T1时，0～20min内v（H2）=0.02mol/（L•min）
（3）T1℃时，若在体积不变的密闭容器中按体积比1：2充入CO和水蒸气的混合气体进行反应．能说明该反应已达到平衡状态的是C（填字母序号）．
A．CO2和H2的物质的量之比保持不变
B．CO和H2O的物质的量之比保持不变
C．v逆（CO）=v正（H2）
D．容器内密度保持不变
（4）T3℃时，该反应的化学平衡常数K=4，在容器中加入1.00 mol CO和1.00 mol H2O（g），反应并达到平衡，则T3℃时CO的转化率为66.7%；反应达到平衡后，升高温度，此时平衡常数将变小（填“变大”“不变”或“变小”）
（5）在CO和H2O反应转化为绿色能源H2中，为了提高CO的转化率，可采用的措施是BD（填字母序号）．
A．增大CO的浓度B．增大H2O（g）的浓度C．使用催化剂D．降低温度E．缩小容器体积．

分析 （1）图示信息：温度高，速率快，得到T2＞T1，温度越高，c（CO）越大，说明升高温度，化学反应逆向移动；
（2）0～20min内v（H2）=$\frac{△c}{△t}$，各物质表示的速率之比等于系数之比，据此计算回答；
（3）化学平衡状态的直接标志：①速率关系：正反应速率与逆反应速率相等，②反应体系中各物质的百分含量保持不变．
间接标志：①混合气体的总压强、总体积、总物质的量不随时间的改变而改变（m+n≠p+q）；②各物质的浓度、物质的量不随时间的改变而改变；③各气体的体积、各气体的分压不随时间的改变而改变；
（4）根据三行式以及化学平衡的影响因素知识来回答；
（5）为了提高CO的转化率，可采用的措施是使得平衡正向移动的措施，可以是改变温度、压强等因素，根据平衡移动原理来回答．

解答 解：（1）图示信息：温度高，速率快，得到T2＞T1，温度越高，c（CO）越大，说明升高温度，化学反应逆向移动，所以反应是放热的，故答案为：＜；
（2）0～20min内v（CO）=$\frac{△c}{△t}$=$\frac{1.0-0.6}{20}$mol/（L•min）=0.02mol/（L•min），根据各物质表示的速率之比等于系数之比，所以0～20min内v（H2）=0.02mol/（L•min），故答案为：0.02mol/（L•min）；
（3）A．CO2和H2的物质的量之比保持不变，不能说明正逆反应速率相等，不是平衡的特征，故A错误；
B．CO和H2O的物质的量之比是一个始终保持不变的值，所以此状态不一定平衡，故B错误；
C．v逆（CO）=v正（H2），说明正逆反应速率相等，此状态是平衡状态，故C正确；
D．容器内密度等于气体质量和体积的比值，该数值始终是一个定值，所以该状态不一定是平衡状态，故D错误，
故选C．
（4）T3℃时，该反应的化学平衡常数K=4，在容器中加入1.00 mol CO和1.00 mol H2O（g），反应并达到平衡，设T3℃时CO的变化量是x，
           CO（g）+H2O（g）?CO2（g）+H2（g）
初始浓度：1      1         0       0
变化浓度：x       x         x        x     
平衡浓度：1-x    1-x         x       x
$\frac{{x}^{2}}{（1-x）^{2}}$=4，解得x=0.67mol/L，所以CO的转化率为$\frac{0.67}{1}$×100%=67%，反应是放热反应，所以反应达到平衡后，升高温度，此时平衡常数将变小，故答案为：66.7%；变小．
（5）A．增大CO的浓度，CO的转化率减小，故A错误；
B．增大H2O（g）的浓度，平衡正向移动，一氧化碳的转化率减小，故B正确；
C．使用催化剂，不会引起转化率的变化，故C错误；
D．降低温度，反应正向进行，CO的转化率增加，故D正确；
E．缩小容器体积，压强增加，平衡不一动，转化率不变，故E错误．
故选BD．

点评 本题主要考查了化学平衡常数、化学平衡图象、平衡状态的判断等，题目难度中等，侧重对学生能力的考查．

练习册系列答案
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11．下列说法中不正确的是（　　）
A．1mol任何物质都含有约6.02×1023个原子
B．0.012kg12C含有约6.02×1023个碳原子
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9．对于可逆反应A（g）+3B（s）?2C（g）+2D（g），在不同条件下的反应速率如下，其中表示反应速率最快的是（　　）
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6．将一小块钠投入到滴有石蕊的水中，下列有关现象的叙述错误的是（　　）
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13．金属钨用途广泛，主要用于制造硬质或耐高温的合金，以及灯泡的灯丝．高温下，在密闭容器中用H2还原WO3可得到金属钨，其总反应为：
WO3 （s）+3H2 （g） $\stackrel{高温}{?}$W （s）+3H2O （g）
请回答下列问题：
（1）上述反应的化学平衡常数表达式为$\frac{{c}^{3}（{H}_{2}O）}{{c}^{3}（{H}_{2}）}$．
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（3）上述总反应过程大致分为三个阶段，各阶段主要成分与温度的关系如下表所示：
温度25℃～550℃～600℃～700℃
主要成份WO3      W2O5      WO2        W
第一阶段反应的化学方程式为2WO3+H2$\frac{\underline{\;高温\;}}{\;}$W2O5+H2O；580℃时，固体物质的主要成分为W2O5、WO2；假设WO3完全转化为W，则三个阶段消耗H2物质的量之比为1：1：4．
（4）已知：温度过高时，WO2 （s）转变为WO2（g）；
WO2 （s）+2H2 （g）═W （s）+2H2O （g）；△H=+66.0kJ•mol-1
WO2 （g）+2H2（g）═W （s）+2H2O （g）；△H=-137.9kJ•mol-1
则WO2 （s）═WO2 （g） 的△H=+203.9 kJ•mol-1．
（5）钨丝灯管中的W在使用过程中缓慢挥发，使灯丝变细，加入I2可延长灯管的使用寿命，其工作原理为：W （s）+2I2 （g）$?_{约3000℃}^{1400℃}$WI4 （g）．下列说法正确的有ab．
a．灯管内的I2可循环使用
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c．WI4在灯管壁上分解，使灯管的寿命延长
d．温度升高时，WI4的分解速率加快，W和I2的化合速率减慢．
3．W、X、Y、Z均为短周期主族元素，原子序数依次增加，且原子核外L电子层的电子数分别为0、5、8、8，它们的最外层电子数之和为18．下列说法正确的是（　　）
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10．把两片铂片插入200g10%CuSO4溶液中进行电解，当阳极析出0.16g气体时，CuSO4溶液的质量分数（消耗水的量忽略不计）是（　　）
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NH3的体积分数W1W3
混合气体的密度/g•L-1ρ1ρ2
下列说法正确的是（　　）
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A．浓硫酸稀释时，应将水沿器壁慢慢倒入浓硫酸中，并不断用玻璃棒搅拌
B．浓硫酸不分解，不挥发，所以可以敞口放置于空气中
C．浓硫酸具有氧化性，稀硫酸无氧化性
D．可以用铁罐或铝槽车来运输冷的浓硫酸

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