Question

近年来,由于温室效应和资源短缺等问题,关于CO2和碳酸盐应用的研究受到人们的重视。某研究小组利用反应:CO(g)+H2O(g)H2(g)+CO2(g) ΔH=-41.2 kJ/mol制备CO2与H2的混合气体,并进一步研究CO2与H2以不同的体积比混合时在合适条件下的反应产物应用。

(1)已知:850 ℃时在一体积为10 L的恒容密闭容器中,通入一定量的CO和H2O,CO和H2O浓度变化如图所示:

下列说法正确的是 (填序号)。

A.达到平衡时,氢气的物质的量是0.12 mol

B.达到平衡时,反应体系最终会放出49.44 kJ热量

C.第4 min时,混合气体的平均相对分子质量不再变化

D.第6 min时,若升高温度,反应平衡常数会减小

E.第8 min时,若充入氦气,会导致v(CO)正＜v(H2O)逆

(2)850 ℃时,若在容积为2 L的密闭容器中同时充入1.0 mol CO、3.0 mol H2O、1.0 mol CO2和x mol H2。若要使上述反应开始时向正反应方向进行,则x应满足的条件是 。

 

Answer 1

(1)BCD (2)x＜3

【解析】(1)由图知,达平衡时,CO减少的物质的量为(0.20-0.08)mol/L×10 L=1.2 mol,故生成氢气的物质的量是1.2 mol,A错;此时放出41.2 kJ/mol×1.2 mol=49.44 kJ热量,B对;第4 min达到平衡,故混合气体的平均相对分子质量不再变化,C对;正向放热,若升高温度,平衡左移,平衡常数减小,D对;由于是恒容容器,充入与反应体系无关的氦气,对速率无影响,E错。(2)结合图示,850 ℃时各物质的平衡浓度为CO为0.08 mol/L、H2O为0.18 mol/L,由于容器体积为10 L,故H2为0.12 mol/L、CO2为0.12 mol/L,求得平衡常数为1。相同温度下,若要使反应开始时正向进行,则Q小于K,即Q＜1可求得x＜3。