Question

在一體積為10L的容器中，通入一定量的CO和H₂O，在850℃時發(fā)生如下反應：CO（g）+H₂O（g）?CO₂（g）+H₂ （g）△H＜0，且K=1．
（1）850℃時，若向一容積可變的密閉容器中同時充入1.0mol CO，3.0mol H₂O，1.0mol CO₂和x mol H₂，則：
①當x=5.0時，上述平衡向

 

（填“正反應”或“逆反應”）方向移動．
②若要使上述反應開始時向正反應方向進行，則x應滿足的條件是

 

．
③若設x=5.0和x=6.0，其他物質(zhì)的投料不變，當上述反應達到平衡后，測得H₂的體積分數(shù)分別為a%、b%，則a

 

b（填“大于”“小于”或“等于”）．
④CO和H₂O濃度變化如圖，則 0-4min的平均反應速率v（CO）=

 

 mol/（L?min）
（2）若升高溫度到950℃時，達到平衡時K

 

1（填“大于”“小于”或“等于”）．

時間（min）	CO	H2O	CO2	H2
0	0.200	0.300	0	0
2	0.138	0.238	0.062	0.062
3	C1	C2	C3	C3
4	C1	C2	C3	C3
5	0.116	0.216	0.084
6	0.096	0.266	0.104

（3）t₁℃（高于850℃）時，在相同容器中發(fā)生上述反應，容器內(nèi)各物質(zhì)的濃度變化如上表．
①表中3min-4min之間反應處于

 

狀態(tài)；C₁數(shù)值

 

0.08mol/L （填大于、小于或等于）．
②反應在4min-5min問，平衡向逆方向移動，可能的原因是

 

（單選），表中5min-6min之間數(shù)值發(fā)生變化，可能的原因是

 

（單選）．
a．增加水蒸氣            b．降低溫度
c．使用催化劑            d．增加氫氣濃度
（4）下列敘述中說明反應2HI（g）?H₂（g）+I₂（g）已達到平衡的是

 

①單位時間內(nèi)生成n mol H₂的同時生成n mol HI
②一個H-H鍵斷裂的同時有兩個H-I鍵斷裂
③c（HI）：c（H₂）：c（I₂）=2：1：1時
④溫度和體積一定時，容器內(nèi)壓強不再變化
⑤溫度和壓強一定時，混合氣體的密度不再變化
⑥溫度和體積一定時，混合氣體的顏色不再變化
⑦條件一定，混合氣體的平均相對分子質(zhì)量不再變化．

Answer 1

考點：化學平衡的影響因素,化學平衡建立的過程,化學平衡狀態(tài)的判斷

專題：化學平衡專題

分析：（1）①反應混合物各物質(zhì)的量系數(shù)相同都為1，利用物質(zhì)的量代替濃度，計算濃度商Qc，根據(jù)濃度商Qc與平衡常數(shù)k的關系判斷．Qc＞k平衡向逆反應進行，Qc=k反應處于平衡狀態(tài)，Qc＜k平衡向正反應進行；
②用x表示出濃度商Q_c，平衡向正反應移動，應滿足濃度商Qc＜k，據(jù)此計算判斷；
③增大一種生產(chǎn)物（氫氣）的體積分數(shù)，平衡向逆反應方向移動，平衡移動的結(jié)果是降低這種增大的幅度，故平衡后氫氣的體積分數(shù)還是大于原來的；
④依據(jù)反應速率V=

△c

△t

計算；
（2）反應是放熱反應，升溫，平衡逆向進行分析；
（3）①表中3min-4min之間各物質(zhì)的濃度不變，850℃達到平衡，c（CO）=0.08mol/L，該反應為放熱反應，升高溫度逆向移動；
②由表中5min-6min之間數(shù)值可知，CO的濃度減小，而H₂O的濃度增大，平衡正向移動，以此來解答；
（4）當反應達到平衡狀態(tài)時，正逆反應速率相等，各物質(zhì)的濃度不變，由此衍生的一些物理量不變，注意該反應是一個反應前后氣體體積不變的化學反應，所以不能用壓強判斷平衡．

解答： 解：（1）①此時的濃度商Q_c=

1×5

1×3

=1.67，大于平衡常數(shù)1，故平衡向逆反應方向移動，故答案為：逆反應；
②平衡向正反應方向移動，濃度商小于平衡常數(shù)，即

1×x

1×3

＜1，解得x＜3，故答案為：x＜3；
③加入6mol氫氣所到達的平衡，可以等效為在加入5mol氫氣到達平衡后再加入1mol氫氣，增大一種生產(chǎn)物（氫氣）的體積分數(shù)，平衡向逆反應方向移動，平衡移動的結(jié)果是降低這種增大的幅度，但平衡后氫氣的體積分數(shù)還是大于原來的，故得H₂的體積分數(shù)分別為a%＜b%，a＜b；
故答案為：小于；
 ④0-4min的平均反應速率v（CO）=

0.2mo/L-0.08mol/L

4min

=0.03mol/L?min；
故答案為：0.03；
（2）CO（g）+H₂O（g）?CO₂（g）+H₂ （g）△H＜0，且K=1．反應是放熱反應，升溫，平衡逆向進行，平衡常數(shù)減小，K小于1；
故答案為：小于；    
（3）①表中3min-4min之間各物質(zhì)的濃度不變，則達到化學平衡狀態(tài)，又850℃達到平衡，c（CO）=0.08mol/L，該反應為放熱反應，升高溫度逆向移動，所以溫度t＞850℃，
故答案為：平衡；＞；
②反應在4min-5min間，平衡向逆方向移動可能是升高溫度、增大生成物濃度、減少反應物濃度等因素引起，故選D．表中5min-6min之間CO濃度減少，H₂O濃度增大，CO₂濃度增大，只有增加水蒸氣，使化學平衡向正反應方向移動．故選A，
故答案為：d；a； 
（4）2HI（g）?H₂（g）+I₂（g），反應是氣體體積不變的反應；
①單位時間內(nèi)生成n mol H₂的同時生成n mol HI，正逆反應速率不同，不能說明反應達到平衡狀態(tài)，故①錯誤；
②一個H-H鍵斷裂的同時有兩個H-I鍵斷裂，說明正逆反應速率相同，反應達到平衡狀態(tài)，故②正確；
③各組分的物質(zhì)的量濃度比為2：1：1，無法判斷濃度是否變化，正逆反應速率是否相等，所以c（HI）：c（H₂）：c（I₂）=2：1：1時，不能說明反應達到平衡狀態(tài)，故③錯誤；
④反應前后氣體體積不變，溫度和體積一定時，容器中壓強始終不變，容器內(nèi)壓強不再變化，不能說明反應達到平衡狀態(tài)，故④錯誤；
⑤反應前后氣體體積不變，氣體質(zhì)量和體積不變，過程中和平衡狀態(tài)密度不變，溫度和壓強一定時，混合氣體的密度不再變化，不能說明反應達到平衡狀態(tài)，故⑥錯誤；
⑥溫度和體積一定時，物質(zhì)濃度不變，混合氣體的顏色不再變化，說明反應達到平衡狀態(tài)，⑥正確；
⑦條件一定，混合氣體的平均相對分子質(zhì)量在平衡狀態(tài)和反應過程中始終不變，混合氣體的平均相對分子質(zhì)量不再變化，不能安定平衡狀態(tài)，故⑦錯誤；說明反應
故答案為：②⑥．

點評：本題綜合考查化學平衡常數(shù)、平衡的有關計算和判斷等問題，題目難度較大，將圖表信息和圖象信息相結(jié)合來分析是解答的關鍵，較好地考查學生的能力．