Question

18．一定条件下存在反应C（s）+H₂O（g）?CO（g）+H₂（g）△H＞0．向甲、丙两个恒容容器中加入一定量C和H₂O（g），向乙恒容容器中加入一定量CO和H₂，各容器中温度、反应物的起始量如表，甲、丙反应过程中CO的物质的量浓度随时间变化如图．

容器	甲	乙	丙
容积	0.5L	0.5L	V
温度	T1℃	T2℃	T1℃
起始量	2mol C、 1mol H2O（g）	1mol CO、 1mol H2	4mol C、 2mol H2O（g）

下列说法正确的是（　　）

• A． 丙容器的容积V＜0.5L
• B． 甲容器中，反应在前15 min内的平均反应速率v（H₂）=0.15 mol•L^-1•min^-1
• C． 当温度为T₁℃时，反应的平衡常数K=2.25
• D． 乙容器中，若平衡时n（H₂O）=0.3 mol，则T₁＜T₂

Answer 1

分析 A、丙容器中起始量为甲的二倍，若容积=0.5 L，由于正反应为气体体积增大的反应，加压平衡左移，c（CO）＜3mol/L；
B、由图可知，15min内甲容器中CO的浓度变化量为1.5mol/L，根据v=$\frac{△c}{△t}$计算v（CO），再利用速率之比等于化学计量数之比计算v（H₂）；
C、根据甲容器中反应数据计算 T₁℃时各物质的平衡浓度，再根据平衡常数K=$\frac{c（CO）c（{H}_{2}）}{c（{H}_{2}O）}$计算；
D、比较甲与乙可知，二者达等效平衡，根据甲、乙容器中平衡时n（H₂O）的量可知，乙相对于甲平衡向逆反应移动，因为正反应吸热，乙中温度低，即温度T₁＞T₂．

解答 解：A、丙容器中起始量为甲的二倍，若容积=0.5 L，由于正反应为气体体积增大的反应，加压平衡左移，c（CO）＜3mol/L，故丙容器的体积V＜0.5 L，故A正确；
B、由图可知，15min内甲容器中CO的浓度变化量为1.5mol/L，v（CO）=$\frac{1.5mol/L}{15min}$=0.1mol•L^-1•min^-1，速率之比等于化学计量数之比，所以v（H₂）=0.1mol•L^-1•min^-1，故B错误；
C、根据甲容器中反应数据计算：
                  C（s）+H₂O（g）═CO（g）+H₂（g）
起始浓度（mol/L）  2                 0              0
转化浓度（mol/L） 1.5              1.5          1.5
平衡浓度（mol/L） 0.5             1.5           1.5
T₁℃时，反应的平衡常数K=$\frac{c（CO）c（{H}_{2}）}{c（{H}_{2}O）}$=$\frac{1.5×1.5}{0.5}$=4.5，故C错误；
D、比较甲与乙可知，二者达平衡是等效的，经计算知甲容器中平衡时n（H₂O）=0.25 mol，乙容器中，若平衡时n（H₂O）=0.4 mol，乙相对于甲平衡向逆反应移动，因为正反应吸热，乙中温度低，即温度T₁＞T₂，故D错误；
故选A．

点评 本题考查化学平衡移动、计算及化学平衡图象，题目难度中等，注意理解图象的纵坐标和横坐标的意义．