Question

【題目】將一定量的H2O(g)和CO(g)分別通入到一體積為2 L的恒容密閉容器中進行反應：H2O(g)＋CO(g)CO2(g)＋H2(g)，得到以下三組數(shù)據(jù)，據(jù)此回答下列問題：

實驗組	溫度	起始量		平衡量		達到平衡所需時間
		H2O	CO	H2	CO
1	650℃	1 mol	2 mol	0.8 mol	1.2 mol	5 min
2	900℃	0.5 mol	1 mol	0.2 mol	0.8 mol	3 min
3	900℃	a	b	c	d	t

（1）①由以上數(shù)據(jù)，實驗1中以v(CO2)表示反應速率為_______，以α(CO)表示轉(zhuǎn)化率為_____。

②該反應在650℃時平衡常數(shù)數(shù)值為_________，該反應的逆反應為_________ (填“吸”或“放”)熱反應。

③若實驗3和實驗2中CO的百分含量相同，且t<3 min，則a、b應滿足的關系是_______。

（2）下圖1、2表示上述反應在時刻t1達到平衡，在時刻t2因改變某個條件而發(fā)生變化的情況：

①圖1中時刻t2發(fā)生改變的條件可能是____________(寫一條即可，下同)。

②圖2中時刻t2發(fā)生改變的條件可能是______________________________________。

（3）在850 ℃時，其平衡常數(shù)K＝1，850 ℃時在該容器中同時充入1.0 mol CO、3.0 mol H2O、1.0 mol CO2、5.0 mol H2，此時應向________(填“正反應”或“逆反應”)方向進行，平衡時CO2的物質(zhì)的量為__________。

Answer 1

【答案】（1）①0.16mol/（Lmin）②2.67；吸；③b=2a，a＞0.5（或使用催化劑）．（2）①加入催化劑或縮小容器體積②通H2O（g）或降溫或減小H2濃度（3）逆反應，0.8mol

【解析】（1）①根據(jù)方程式可知v（CO）=v（CO2），則v（CO2）=v（CO）==0.16mol/（Lmin），故答案為：0.16mol/（Lmin）；

②H2O（g）+CO（g）CO2（g）+H2（g）

初始 1mol/L 2mol/L 0 0

轉(zhuǎn)化 0.8mol/L 0.8mol/l 0.8mol/l 0.8mol/l

平衡 0.2mol/L 1.2mol/L 0.8mol/l 0.8mol/l

根據(jù)K=計算可得該反應在650℃時平衡常數(shù)數(shù)值為K===2.67，實驗1中CO的轉(zhuǎn)化率為×100%=40%，實驗2中CO的轉(zhuǎn)化率為×100%=20%，則實驗1的轉(zhuǎn)化率大于實驗2，則說明溫度升高平衡向逆反應方向移動，正反應放熱，逆反應為吸熱反應；

③反應前后氣體體積不變，實驗2相似的平衡狀態(tài)（即各物質(zhì)的質(zhì)量分數(shù)分別相等），為等效平衡，滿足CO（g）與H2O（g）的物質(zhì)的量為1：2，即a：b=1：2，b=2a，由于到達平衡時間t＜3min，所以速率較實驗2快，故a＞0.5（或使用催化劑）．

（2）①圖1中，t2正逆反應速率同時同等程度增大，由于反應前后氣體物質(zhì)的量相同，增大壓強化學平衡不發(fā)生移動，即正逆反應速率變化程度相同，所以外界條件的改變?yōu)榧尤氪呋瘎┗蚩s小容器體積，故答案為：加入催化劑或縮小容器體積；

②圖2中時刻t2CO2濃度增大，CO濃度減小，即化學平衡向右移動，又由于在t2時，二者濃度不變，即壓強不變，或者說，不是因為壓強變化而導致平衡的移動，只能為溫度的影響，或為H2O（g）或H2濃度的影響，所以條件為通H2O（g）或降溫或減小H2濃度，故答案為：通H2O（g）或降溫或減小H2濃度．

（3）設反應時轉(zhuǎn)化了CO2xmol/L

H2O（g）+CO（g）CO2（g）+H2（g）

初始 （mol/L） 3 1 1 5

轉(zhuǎn)化 （mol/L） x x x x

平衡 （mol/L） 3+x 1+x 1﹣x 5﹣x

Qc===＞K，所以平衡向逆反應方向進行；

根據(jù)K==1，可解得x=0.2，所以平衡時CO2的物質(zhì)的量為（1mol/L﹣0.2mol/L）×1L=0.8mol，故答案為：逆反應，0.8mol；