Question

14．有反应：CO（g）+H₂O（g）═CO₂（g）+H₂（g）△H＜0，200℃时该反应的平衡常数K=$\frac{1}{2.25}$．200℃时，将一定量的CO（g）和H₂O（g）充入容积为某10L 密闭容器发生上述反应，5min 时达平衡，5min～10min只改变了一个条件，10min 时再次达平衡，各物质浓度（mol/L）变化如下：下列说法正确的是（　　）

	0min	5min	10min
CO	0.01		0.0056
H2O	0.01		0.0156
CO2	0		0.0044
H2	0		0.0044

• A． 0～5min 时用H₂O（g）表示的平均反应速率为1.2×10^-3 mol/（ L．min）
• B． 5min～10min 改变的条件是再加入了0.1mol H₂O（g）
• C． 200℃时，若向容器中充入0.01mol CO（g）、0.01mol H₂O（g）、0.01molCO₂（g）、0.01molH₂（g），达平衡时，CO（g）为1.2×10^-3mol/L
• D． 300℃时，若向容器中充入0.01mol CO（g）、0.01mol H₂O（g）、0.02molCO₂（g）、0.02molH₂（g），则开始反应时ν（正）＜ν（逆）

Answer 1

分析 200℃时，将一定量的CO（g）和H₂O（g）充入容积为某10L 密闭容器发生上述反应，5min 时达平衡，此时消耗一氧化碳物质的量为x，反应前后气体物质的量相同，平衡常数可以利用物质的量计算，
                         CO（g）+H₂O（g）═CO₂（g）+H₂（g）△H＜0
起始量（mol）    0.01          0.01           0              0
变化量（mol）     x               x                x             x
平衡量（mol） 0.01-x          0.01-x          x             x
$\frac{{x}^{2}}{（0.01-x）^{2}}$=$\frac{1}{2.25}$
x=0.004mol，
A．反应速率v（O₂）=$\frac{△c}{△t}$；
B.5min～10min，
                               CO（g）+H₂O（g）═CO₂（g）+H₂（g）△H＜0
起始量（mol）         0.01          0.01           0                0
变化量（mol）         0.004       0.004            0.004        0.004
5min平衡量（mol）   0.006       0.006          0.004          0.004
10min平衡量（mol）       0.0056     0.0156          0.0044       0.0044
变化量（mol）         0.0004      0.0004           0.0004      0.0004
改变的条件是再加入了0.01mol H₂O（g）；
C.200℃时，若向容器中充入0.01mol CO（g）、0.01mol H₂O（g）、0.01molCO₂（g）、0.01molH₂（g），Qc=$\frac{0.01×0.01}{0.01×0.01}$=1＞$\frac{1}{2.25}$，平衡逆向进行，设消耗二氧化碳为y，
                               CO（g）+H₂O（g）═CO₂（g）+H₂（g）△H＜0
起始量（mol）         0.01          0.01           0.01          0.01
变化量（mol）          y                 y              y             y   
平衡量（mol）   0.01+y         0.01+y         0.01-y          0.01-y
$\frac{（0.01-y）^{2}}{（0.01+y）^{2}}$=$\frac{1}{2.25}$
y=0.0025mol；
D．反应为放热反应，升温平衡逆向进行，平衡常数减小，300℃时，若向容器中充入0.01mol CO（g）、0.01mol H₂O（g）、0.02molCO₂（g）、0.02molH₂（g），计算此时浓度商Qc=$\frac{0.0{2}^{2}}{0.0{1}^{2}}$=4＞K．

解答 解：200℃时，将一定量的CO（g）和H₂O（g）充入容积为某10L 密闭容器发生上述反应，5min 时达平衡，此时消耗一氧化碳物质的量为x，反应前后气体物质的量相同，平衡常数可以利用物质的量计算，
                         CO（g）+H₂O（g）═CO₂（g）+H₂（g）△H＜0
起始量（mol）    0.01          0.01           0              0
变化量（mol）     x               x                x             x
平衡量（mol） 0.01-x          0.01-x          x             x
$\frac{{x}^{2}}{（0.01-x）^{2}}$=$\frac{1}{2.25}$
x=0.004mol，
A．反应速率v（H₂O）=$\frac{△c}{△t}$=$\frac{\frac{0.004mol}{10L}}{5min}$=8×10^-5mol/L，故A错误；
B.5min～10min，
                               CO（g）+H₂O（g）═CO₂（g）+H₂（g）△H＜0
起始量（mol）         0.01          0.01           0                0
变化量（mol）         0.004       0.004            0.004        0.004
5min平衡量（mol）   0.006       0.006          0.004         0.004
10min平衡量（mol） 0.0056     0.0156         0.0044      0.0044
变化量（mol）         0.0004      0.0004          0.0004      0.0004
5min～10min 改变的条件是再加入了0.01mol H₂O（g），故B错误；
C.200℃时，若向容器中充入0.01mol CO（g）、0.01mol H₂O（g）、0.01molCO₂（g）、0.01molH₂（g），Qc=$\frac{0.01×0.01}{0.01×0.01}$=1＞$\frac{1}{2.25}$，平衡逆向进行，设消耗二氧化碳为y，
                               CO（g）+H₂O（g）═CO₂（g）+H₂（g）△H＜0
起始量（mol）         0.01          0.01           0.01          0.01
变化量（mol）          y                 y              y             y   
平衡量（mol）   0.01+y         0.01+y         0.01-y          0.01-y
$\frac{（0.01-y）^{2}}{（0.01+y）^{2}}$=$\frac{1}{2.25}$，
y=0.0025mol，达平衡时，CO（g）=$\frac{0.01mol+0.0025mol}{10L}$=1.25×10^-3mol/L，故C错误；
D．反应为放热反应，升温平衡逆向进行，平衡常数减小，300℃时，若向容器中充入0.01mol CO（g）、0.01mol H₂O（g）、0.02molCO₂（g）、0.02molH₂（g），计算此时浓度商Qc=$\frac{0.0{2}^{2}}{0.0{1}^{2}}$=4＞K，平衡逆向进行，则开始反应时ν（正）＜ν（逆），故D正确；
故选D．

点评 本题考查了化学反应速率、化学平衡、平衡常数的计算分析，影响化学平衡和平衡常数的因素理解应用，掌握基础是解题关键，题目难度中等．