Question

700℃时，向容积为2L的密闭容器中充入一定量的CO和H₂O发生反应：
CO（g）+H₂O（g）?CO₂（g）+H₂（g）△H＜0，反应过程中测定的部分数据见下表（表中t₁＞t₂）：

反应时间/min	n（CO）/mol	H2O/mol	放出的热量/kJ
0	1.20	0.60	0
t1	0.80		Q
t2		0.20

（1）反应在t₁min内的平均速率为v（H₂）=

 

．
（2）写出该反应的热化学方程式

 

．
（3）能表明该反应已经达到平衡状态的是

 

A．容器的压强不再发生变化           B．断裂2mol O-H的同时消耗1mol H-H
C．v（CO）_正=v（CO₂）_正             D．气体的平均分子量不再变化
（4）该反应达平衡后，改变横坐标表示的反应条件，下列示意图正确的是

 

（5）700℃时，在另一密闭容器中进行上述反应，各物质的起始浓度和平衡浓度如下表所示：

	CO	H2O	CO2	H2
起始浓度（mol/L）	0.2	0.3	0	0
平衡浓度（mol/L）	a	b	c	d

请回答：各物质的平衡浓度可能是

 

．
A．a=0.1mol/L      B．b=0.18mol/L     C．c=0.12mol/L      D．d=0.1mol/L．

Answer 1

考点：化学平衡的计算,化学平衡的影响因素,化学平衡状态的判断

专题：化学平衡专题

分析：（1）通过图表数据计算一氧化碳变化物质的量，结合化学方程式计算消耗氢气的物质的量，依据反应速率概念计算V=

△c

△t

计算得到；
（2）依据一氧化碳消耗量放出的热量，计算1mol一氧化碳完全燃烧放出的热量，标注物质聚集状态和对应反应的焓变书写热化学方程式；
（3）化学平衡状态是正逆反应速率相同，各组分含量保持不变，及其衍生的量的变化判断；
（4）反应是吸热反应，升温平衡逆向进行，平衡常数减小；温度升高反应速率增大，气体质量不变，容器体积不变，混合气体密度不变，所以气体密度不变；反应前后气体体积不变，气体质量守恒，混合气体摩尔质量不变；
（5）依据图表数据分析，t₂时刻水消耗物质的量为0.40mol，消耗一氧化碳0.40mol，最后剩余一氧化碳物质的量为0.80mol，说明t1时刻达到平衡状态，此时反应平衡常数可以依据物质的量代替平衡浓度计算平衡常数，结合平衡常数计算分析

解答： 解：（1）图表数据计算一氧化碳变化物质的量=1.20mol-0.80mol=0.40mol，消耗氢气物质的量依据化学方程式计算可知为0.40mol，反应速率=

0.40mol 2L

t1

=

0.2

t1

mol?L^-1?min^-1；
故答案为：

0.2

t1

mol?L^-1?min^-1；
（2）依据图表分析，消耗一氧化碳物质的量0.40mol放热QKJ，则消耗1mol一氧化碳反应放热2，5QKJ，反应的热化学方程式为：CO（g）+H₂O（g）?CO₂（g）+H₂（g）△H=-2.5QkJ/mol；
故答案为：CO（g）+H₂O（g）?CO₂（g）+H₂（g）△H=-2.5QkJ/mol；
（3）CO（g）+H₂O（g）?CO₂（g）+H₂（g）△H＜0
A．反应前后气体体积不变，容器的压强始终不发生变化，不能说明反应达到平衡状态，故A错误；        
 B．断裂2mol O-H反应正向进行，同时消耗1mol H-H说明费用逆向进行，且正逆反应速率相同，说明反应达到平衡状态，故B正确；
C．v（CO） _正=v（CO₂）_正，反应速率之比等于化学方程式计量数之比，是正反应速率之比，不能说明反应达到平衡状态，故C错误；          
D．反应前后气体物质的量不变，气体质量不变，反应过程中和平衡状态下气体的平均分子量始终不变化，不能说明费用达到平衡状态，故D错误；
故答案为：B；
（4）A、反应是吸热反应，升温平衡逆向进行，平衡常数减小，图象符合不饱和过程，故A正确；
B、温度升高反应速率增大，正逆反应速率都增大，故B错误；
C、气体质量不变，容器体积不变，混合气体密度不变，所以图象表示的是气体密度不变，故C正确；
D、反应前后气体体积不变，气体质量守恒，混合气体摩尔质量不变，图象不正确，故D错误；
故答案为：AC；
（5）依据图表数据分析，t₂时刻水消耗物质的量为0.40mol，消耗一氧化碳0.40mol，最后剩余一氧化碳物质的量为0.80mol，说明t1时刻达到平衡状态，此时反应平衡常数可以依据物质的量代替平衡浓度计算平衡常数，平衡常数K=

0.4×0.4

0.8×0.2

=1，结合平衡常数计算分析，设消耗一氧化碳浓度x
               CO（g）+H₂O（g）?CO₂（g）+H₂（g）
起始量（mol/L） 0.2      0.3      0      0
变化量（mol/L） x         x       x      x
平衡量（mol/L）0.2-x    0.3-x     x      x
K=

x2

(0.2-x)(0.3-x)

=1
x=0.12，则a=0.08mol/L，b=0.18mol/L，c=0.12mol/L，d=0.12mol/L
故答案为：BC；

点评：本题考查了化学平衡计算方法，平衡常数、平衡影响因素分析判断，平衡标志的判断，平衡常数隋文帝变化，掌握基础是关键，题目难度中等．