Question

将不同量的H₂O(g)和CO气体分别通入到一体积为1 L的恒容密闭容器中进行反应：H₂O(g)＋CO(g)CO₂(g)＋H₂(g)；得到以下三组数据，据此回答下列问题：

实验组	温度	起始量	平衡量	达到平衡所需时间
H2O	CO	H2	CO
1	650℃	1 mol	2 mol	0.8 mol	1.2 mol	5 min
2	900℃	0.5 mol	1 mol	0.2 mol	0.8 mol	3 min
3	900℃	a	b	c	d	t

(1)①由以上数据，实验1中以v(CO₂)表示的反应速率为__________。

②该反应在650℃时平衡常数数值为__________，该反应的逆反应为________(填“吸”或“放”)热反应。

③若实验3和实验2中CO的百分含量相同，且t<3 min，则a、b应满足的关系是__________。

(2)下图1、2表示上述反应在时刻t₁达到平衡，在时刻t₂因改变某个条件而发生变化的情况：

①图1中时刻t₂发生改变的条件可能是____________(写一条即可，下同)。

②图2中时刻t₂发生改变的条件可能是______________________________________。

(3)在850 ℃时，其平衡常数K＝1,850 ℃时在该容器中同时充入1.0 mol CO,3.0 mol H₂O,1.0 mol CO_2,5.0 mol H₂，此时反应向________(填“正反应”或“逆反应”)方向进行，平衡时CO₂的物质的量为__________。

Answer 1

答案　(1)①0.16 mol·L^－1·min^－1　②　吸

③2a＝b>1

(2)①增大压强或使用催化剂　②降低温度或加入H₂O(g)

(3)逆反应　0.8 mol

解析　(1)根据表中实验1的数据

　　　　　H₂O(g)＋CO(g)CO₂(g)＋H₂(g)

  1    2       0     0

  0.2  1.2      0.8    0.8

  0.8  0.8      0.8    0.8

实验2中

　　　　　　H₂O(g)＋CO(g)CO₂(g)＋H₂(g)

  0.5    1      0       0

  0.3    0.8     0.2     0.2

  0.2     0.2     0.2    0.2

①则v(CO₂)＝＝

＝0.16 mol·L^－1·min^－1

②实验1　K₁＝＝＝

实验2　K₂＝＝＝

由于升高温度，K减小，则正反应为放热反应，逆反应为吸热反应。

③由题意知实验2与实验3的状态点为等效平衡，在恒温恒容时，该反应前后体积不变，应满足极值等比即可，故a∶b＝1∶2，又因t<3 min，达到平衡的时间缩短，则2a＝b>1。

(3)Q_c＝＝＝>1。

平衡逆向移动，由于温度未变，K不变，利用三段式计算可得平衡时CO₂的物质的量。