Question

一定温度下，在一固定体积的容器中，通人一定量的CO和H₂O，发生如下反应：CO(g)十H₂O(g)CO₂(g)十H₂ (g)；△H<0

（1）在850℃时，CO和H₂O浓度变化如下左图，则 0～4min的平均反应速率v(CO)＝_            _mol·L^－1·min^－1

（2）t₁℃时，在相同容器中发生上述反应，容器内各物质的浓度变化如右上表。

①计算t₁℃该反应的平衡常数为             ，t₁℃          850℃（填大于、小于或等于）。判断依据是________                        _______。

②t₁℃时，反应在4min—5min间，平衡           移动（填“向左”、“向右”或“不移动”），可能的原因是________。

a．增加CO的浓度               b．增加H₂的浓度

c．加压                         d．使用催化剂

（3）t₂℃时，反应CO₂(g)十H₂ (g)CO(g)十H₂O(g)的平衡浓度符合[CO₂]·[H₂]＝2[CO]·[H₂O]，则t₂℃          850℃（填大于、小于或等于）。

Answer 1

（1）0.03

（2）①0.5  大于  该反应正反应为放热反应，化学平衡常数随温度的升高而减小

② 向左  b

（3）小于

解析:

（1）0—4min CO的平均反应速率为：

v(CO)＝(0.20－0.08) mol·L^－1/4 min＝0.03 mol·L^－1·min^－1

（2）t₁℃时3min—4min为平衡状态，该反应的平衡常数为：

K(t₁℃)＝{[CO₂]·[H₂]}/{[CO]·[H₂O]}＝(0.100×0.100)/( 0.100×0.200)＝0.5 

由左图知：850℃时，CO、H₂O、CO₂、H₂的平衡浓度分别为：0.08 mol·L^－1、0.18 mol·L^－1＝0.12 mol·L^－1、(0.20－0.08) mol·L^－1＝0.12 mol·L^－1、0.12 mol·L^－1，平衡常数为K(850℃)＝ (0.12×0.12)/( 0.18×0.08)＝1。K(t₁℃)<K(850℃)，故t₁℃大于850℃，因为该反应正反应为放热反应，化学平衡常数随温度的升高而减小。

由右上表知：反应在4min—5min间，CO(g)和H₂O(g)的浓度增大，CO₂的浓度减小，只能是增加了H₂的浓度，平衡向左移动。

（3）850℃时，CO₂(g)十H₂ (g)CO(g)十H₂O(g)与原反应互为可逆反应，其平衡常数为K(850℃)也为1。t₂℃时，由[CO₂]·[H₂]＝2[CO]·[H₂O]得，该温度下的平衡常数为：K(t₂℃)＝{[CO]·[H₂O]}/{[CO₂]·[H₂]}＝1/2<1，故t₂℃<850℃。