Question

在容積為1L的密閉容器內(nèi)，加入0.1molCO和0.1molH₂O，在催化劑存在的條件下高溫加熱使其反應(yīng)．測(cè)得CO₂的濃度隨時(shí)間變化的圖象如圖：
（1）在該溫度下，從反應(yīng)開(kāi)始至達(dá)到平衡時(shí)，CO的平均反應(yīng)速率為

 

；
（2）該溫度下，此反應(yīng)的化學(xué)平衡常數(shù)為（可以用分?jǐn)?shù)表示）

 

；
（3）下列改變中，能使平衡向正反應(yīng)方向移動(dòng)的是

 

．
A．升高溫度                 B．增大壓強(qiáng)
C．增大H₂O（g）的濃度       D．減少CO₂（g）的濃度
（4）保持溫度不變，若起始時(shí)c（CO）=1mol?L^-1，c（H₂O）=2mol?L^-1，反應(yīng)進(jìn)行一段時(shí)間后，測(cè)得H₂的濃度為0.4mol?L^-1．通過(guò)計(jì)算，判斷此時(shí)該反應(yīng)進(jìn)行的方向并說(shuō)明理由

 

．

Answer 1

考點(diǎn)：物質(zhì)的量或濃度隨時(shí)間的變化曲線,化學(xué)平衡的影響因素

專(zhuān)題：化學(xué)平衡專(zhuān)題

分析：（1）從反應(yīng)到達(dá)到平衡狀態(tài)，v（CO₂）=

△C

△t

=

(0.03-0)mol/L

10min

=0.003mol/（L．min），同一可逆反應(yīng)、同一時(shí)間段內(nèi)，各物質(zhì)的反應(yīng)速率之比等于其計(jì)量數(shù)之比，據(jù)此計(jì)算CO的平均反應(yīng)速率；
（2）該反應(yīng)方程式為CO（g）+H₂O（g）?CO₂（g）+H₂（g），該溫度下達(dá)到平衡狀態(tài)時(shí)，C（CO₂）=0.03mol/L，二氧化碳和氫氣的計(jì)量數(shù)相等，所以達(dá)到平衡時(shí)其濃度相等，C（CO₂）=C（H₂）=0.03mol/L，C（CO）=C（H₂O）=

0.1mol-0.03mol/L×1L

1L

=0.07mol/L，化學(xué)平衡常數(shù)K=

C(CO2)．C(H2)

C(CO)．C(H2O)

；
（3）該反應(yīng)為反應(yīng)前后氣體計(jì)量數(shù)之和不變、放熱的可逆反應(yīng)，只有改變溫度或濃度才能引起平衡移動(dòng)；
（4）如果濃度商大于化學(xué)平衡常數(shù)，則平衡向逆反應(yīng)方向移動(dòng)，如果濃度商小于平衡常數(shù)，則平衡向正反應(yīng)方向移動(dòng)，據(jù)此判斷．

解答： 解：（1）從反應(yīng)到達(dá)到平衡狀態(tài)，v（CO₂）=

△C

△t

=

(0.03-0)mol/L

10min

=0.003mol/（L．min），同一可逆反應(yīng)、同一時(shí)間段內(nèi)，各物質(zhì)的反應(yīng)速率之比等于其計(jì)量數(shù)之比，v（CO）=v（CO₂）=0.003mol?L^-1?min^-1，故答案為：0.003mol?L^-1?min^-1；
（2）該反應(yīng)方程式為CO（g）+H₂O（g）?CO₂（g）+H₂（g），該溫度下達(dá)到平衡狀態(tài)時(shí)，C（CO₂）=0.03mol/L，二氧化碳和氫氣的計(jì)量數(shù)相等，所以達(dá)到平衡時(shí)其濃度相等，C（CO₂）=C（H₂）=0.03mol/L，C（CO）=C（H₂O）=

0.1mol-0.03mol/L×1L

1L

=0.07mol/L，化學(xué)平衡常數(shù)K=

C(CO2)．C(H2)

C(CO)．C(H2O)

=

0.03×0.03

0.07×0.07

=

9

49

，故答案為：

9

49

；
（3）A．該反應(yīng)是放熱反應(yīng)，升高溫度平衡向逆反應(yīng)方向移動(dòng)，故錯(cuò)誤；                 
B．該反應(yīng)前后氣體計(jì)量數(shù)之和不變，所以壓強(qiáng)不影響平衡移動(dòng)，故錯(cuò)誤；
C．增大H₂O（g）的濃度，平衡向正反應(yīng)方向移動(dòng)，故正確；       
D．減少CO₂（g）的濃度，平衡向正反應(yīng)方向移動(dòng)，故正確；
故選CD；
（4）若起始時(shí)c（CO）=1mol?L^-1，c（H₂O）=2mol?L^-1，反應(yīng)進(jìn)行一段時(shí)間后，測(cè)得H₂的濃度為0.4mol?L^-1，C（CO₂）=C（H₂）=0.4mol/L，c（CO）=1mol?L^-1-0.4mol/L=0.6mol/L，c（H₂O）=2mol?L^-1-0.4mol/L=1.6mol/L，濃度商=

0.4×0.4

.6×1.6

=

1

6

＜

9

49

＜K，所以平衡向正反應(yīng)方向移動(dòng)，故答案為：
正方向，濃度商=

0.4×0.4

.6×1.6

=

1

6

＜

9

49

＜K，所以該反應(yīng)向正反應(yīng)方向進(jìn)行．

點(diǎn)評(píng)：本題考查化學(xué)平衡有關(guān)計(jì)算，同時(shí)考查學(xué)生分析問(wèn)題及計(jì)算能力，知道反應(yīng)特點(diǎn)及平衡移動(dòng)影響因素的關(guān)系即可解答，題目難度不大．