Question

【題目】工業(yè)上制備H2的一種重要方法是：CO(g)＋H2O(g) CO2(g)＋H2(g)　ΔH＝Q kJ·mol―1。已知該反應(yīng)的平衡常數(shù)K與溫度的關(guān)系如圖所示。若在一固定的密閉容器中，850 ℃時(shí)發(fā)生上述反應(yīng)，并測(cè)得容器內(nèi)各物質(zhì)的濃度(mol·L―1)隨時(shí)間的變化關(guān)系如下表：

已知：850 ℃時(shí)該反應(yīng)的化學(xué)平衡常數(shù)K＝1.0，請(qǐng)回答下列問題：

(1)下列可以判斷該反應(yīng)達(dá)到化學(xué)平衡狀態(tài)的是________。

A．單位時(shí)間內(nèi)減少CO(g)的濃度等于生成CO2(g)的濃度

B．反應(yīng)容器內(nèi)的壓強(qiáng)不發(fā)生變化

C．混合氣體中H2(g)的濃度不再發(fā)生改變

D．氫氣的生成速率等于水的消耗速率

(2)Q______0(填“＞”“＝”或“＜”)。

(3)若在850 ℃時(shí)向反應(yīng)容器中充入H2O(g)，K值________________(填“增大”“減小”或“不變”)。

(4)上表中c2為________________，CO(g)的轉(zhuǎn)化率為________________________。

Answer 1

【答案】C ＜ 不變 0.18 60%

【解析】

（1）根據(jù)平衡狀態(tài)的含義和特征分析解答；

（2）根據(jù)溫度對(duì)平衡常數(shù)的影響判斷△H；

（3）根據(jù)影響平衡常數(shù)的因素分析解答；

（4）結(jié)合平衡常數(shù)根據(jù)三段式計(jì)算。

（1）A．任何時(shí)候，單位時(shí)間內(nèi)減少CO（g）的濃度等于生成CO2（g）的濃度，不能說(shuō)明到達(dá)平衡，故A錯(cuò)誤；

B．反應(yīng)前后氣體的物質(zhì)的量不變，溫度一定，容器中壓強(qiáng)始終不變，所以壓強(qiáng)不發(fā)生變化，不能說(shuō)明到達(dá)平衡，故B錯(cuò)誤；

C．反應(yīng)達(dá)到平衡狀態(tài)時(shí)，各物質(zhì)的濃度不變，說(shuō)明到達(dá)平衡狀態(tài)，故C正確；

D．任何時(shí)候，氫氣的生成速率等于水的消耗速率，不能說(shuō)明到達(dá)平衡狀態(tài)，故D錯(cuò)誤；

故答案選：C．

（2）由圖可知，溫度越高平衡常數(shù)越小，說(shuō)明升高溫度平衡向逆反應(yīng)移動(dòng)，升高溫度平衡向吸熱反應(yīng)移動(dòng)，故△H＜0；

（3）在850℃時(shí)向反應(yīng)容器中充入H2O（g），平衡正向移動(dòng)，但溫度不變，所以平衡常數(shù)K值不變；

（4） CO(g)＋H2O(g)CO2(g)＋H2(g)

起始（mol/L） 0.200 0.300 0 0

反應(yīng)（mol/L） a a a a

平衡（mol/L） 0.200-a 0.300-a a a

則

解得a=0.12

所以c2=0.300mol/L-0.12mol/L=0.18mol/L，CO（g）的轉(zhuǎn)化率為0.12/0.200×100%=60%。