Question

17．在T温度下，向2.0L恒容密闭容器中充入2.0molCO和6.0molH₂O，发生如下反应：CO（g）+H₂O?CO₂（g）+H₂（g），经过一段时间后达到平衡．反应过程中测定的部分数据见下表：

反应时间/s	0	3	6	12	24
n（CO2）/mol	0	0.6	0.96	1.5	1.5

下列说法正确的是（　　）

• A． 反应在0～3s内的平均速率v（H₂O）=0.12mol•L^-1•s^-1
• B． 24s后，若保持其他条件不变，降低温度，达到新平衡时测得c（CO₂）=0.76mol•L^-1，则反应的△H＜0
• C． 在T温度下，若起始时向容器中充入4.0molH₂O和2.0molCO₂、2.0molH₂，与原平衡相比，达到平衡时，容器内压强增大
• D． 在T温度下，起始时向容器中充入2.0molH₂O、1.0molCO₂和1.0molH₂，达到平衡时，CO₂的转化率等于25%

Answer 1

分析 A．根据v=$\frac{△c}{△t}$计算v（CO₂），再利用速率之比等于其化学计量数之比计算v（H₂O）；
B．由表中数据可知，24s时处于平衡状态，CO₂的浓度为$\frac{1.5mol}{2L}$=0.75mol/L，若保持其他条件不变，降低温度，达到新平衡时测得c（CO₂）=0.76mol•L^-1＞原平衡的0.75mol/L，说明平衡向正反应方向移动；
C．反应前后气体总物质的量不变，故两种情况下平衡时气体总物质的量相等，恒温恒容下，容器内压强之比等于气体总物质的量之比；
D．利用三段式计算原平衡时各组分的物质的量，反应前后气体总物质的量不变，用物质的量代替浓度代入K=$\frac{c（C{O}_{2}）×c（{H}_{2}）}{c（CO）×c（H2O）}$计算平衡常数，设参加反应的CO₂为n mol，表示出平衡时各组分物质的量，代入平衡常数列方程计算解答．

解答 解：A.0～3s内v（CO₂）=$\frac{\frac{0.6mol}{2L}}{3s}$=0.1mol•L^-1•s^-1，速率之比等于其化学计量数之比，则v（H₂O）=v（CO₂）=0.1mol•L^-1•s^-1，故A错误；
B．由表中数据可知，24s时处于平衡状态，CO₂的浓度为$\frac{1.5mol}{2L}$=0.75mol/L，若保持其他条件不变，降低温度，达到新平衡时测得c（CO₂）=0.76mol•L^-1＞原平衡的0.75mol/L，说明平衡向正反应方向移动，而降低温度平衡向放热反应进行，故正反应为放热反应，即△H＜0，故B正确；
C．反应前后气体总物质的量不变，故两种情况下平衡时气体总物质的量相等，恒温恒容下，容器内压强之比等于气体总物质的量之比，故两种情况下的平衡状态容器内压强相等，故C错误；
D．原平衡在12s反应到达平衡，则：
          CO（g）+H₂O?CO₂（g）+H₂（g）
开始（mol）：2      6    0      0
转化（mol）：1.5    1.5  1.5    1.5
平衡（mol）：0.5    4.5  1.5    1.5
反应前后气体总物质的量不变，用物质的量代替浓度计计算平衡常数K=$\frac{c（C{O}_{2}）×c（{H}_{2}）}{c（CO）×c（H2O）}$=$\frac{1.5×1.5}{0.5×4.5}$=1，
设参加反应的CO₂为n mol，则：
          CO（g）+H₂O?CO₂（g）+H₂（g）
开始（mol）：0      2    1       1
转化（mol）：n      n    n       n
平衡（mol）：n     2+n   1-n    1-n
故$\frac{（1-n）×（1-n）}{n×（2+n）}$=1，解得n=0.25，达到平衡时，CO₂的转化率为$\frac{0.25mol}{1mol}$×100%=25%，故D正确，
故选：BD．

点评 本题考查化学平衡影响因素、反应速率计算、化学平衡有关计算、化学平衡常数应用，注意对平衡常数的理解与应用，难度中等．