Question

12．向一容積為5L的恒容密閉容器內(nèi)，充入0.2mol CO和0.4mol H₂O，在一定條件下發(fā)生反應(yīng)：CO（g）+H₂O（g）?CO₂（g）+H₂ （g）△H＞0．反應(yīng)中CO₂的濃度（c） 隨時間（t）的變化關(guān)系如圖所示．
回答下列問題：
（1）下列敘述能判斷該反應(yīng)達到平衡狀態(tài)的是①④（填序號）．
①H₂O的質(zhì)量不再變化              ②混合氣體的總壓強不再變化
③CO、H₂O、CO₂、H₂的濃度都相等  ④單位時間內(nèi)生成amol CO，同時生成amol H₂
（2）0～10min時段，反應(yīng)速率v（H₂）=0.003 mol．L^-1．min^-1；反應(yīng)達到平衡時，c（H₂O）=0.05 mol．L^-1，CO的轉(zhuǎn)化率為75%．

Answer 1

分析 （1）根據(jù)化學(xué)平衡狀態(tài)的特征解答，當(dāng)反應(yīng)達到平衡狀態(tài)時，正逆反應(yīng)速率相等，各物質(zhì)的濃度、百分含量不變，以及由此衍生的一些量也不發(fā)生變化，解題時要注意，選擇判斷的物理量，隨著反應(yīng)的進行發(fā)生變化，當(dāng)該物理量由變化到定值時，說明可逆反應(yīng)到達平衡狀態(tài)；
（2）0～10min時段，反應(yīng)速率v（CO₂）=$\frac{0.03}{10}$=0.003mol•（L•min）^-1；反應(yīng)達到平衡時，
                 CO（g）+H₂O（g）?CO₂（g）+H₂ （g）
起始量濃度：0.04       0.08            0              0
變化量：0.03       0.03           0.03         0.03
平衡量：0.01       0.05           0.03      0.03
 c（H₂O）=0.05 mol•（L•min）^-1，CO的轉(zhuǎn)化率為：$\frac{0.03}{0.04}$×100%=75%．

解答 解：（1）①H₂O的質(zhì)量不再變化，說明正逆反應(yīng)速率相等，達平衡狀態(tài)，故正確； 
②兩邊氣體計量數(shù)相等，混合氣體的總壓強一直不再變化，故錯誤；
③達平衡時CO、H₂O、CO₂、H₂的濃度不變，但不一定相等，故錯誤；
④單位時間內(nèi)生成amol CO等效于消耗amol H₂，同時生成amol H₂，說明正逆反應(yīng)速率相等，達平衡狀態(tài)，故正確；
故選：①④；
（2）0～10min時段，反應(yīng)速率v（H₂）=v（CO₂）=$\frac{0.03}{10}$=0.003mol•（L•min）^-1；反應(yīng)達到平衡時，
CO（g）+H₂O（g）?CO₂（g）+H₂ （g）
起始量濃度：0.04 0.08 0 0
變化量：0.03 0.03 0.03 0.03
平衡量：0.01 0.05 0.03 0.03
c（H₂O）=0.05 mol•（L•min）^-1，CO的轉(zhuǎn)化率為：$\frac{0.03}{0.04}$×100%=75%，
故答案為：0.003 mol．L^-1．min^-1；0.05 mol．L^-1；75%

點評 本題考查了化學(xué)平衡狀態(tài)的判斷，難度不大，注意當(dāng)反應(yīng)達到平衡狀態(tài)時，正逆反應(yīng)速率相等，但不為0．