Question

【题目】氢气是一种清洁能源。可由CO和水蒸气反应制备，其能量变化如图所示。

（1）该反应为可逆反应。在800℃时，若CO的起始浓度为2.0mol·L-1，水蒸气的起始浓度为3.0mol·L-1，达到化学平衡状态后，测得CO2的浓度为1.2mol·L-1，则此反应的平衡常数为___，随着温度升高该反应的化学平衡常数的变化趋势是___。(填“变大”、“变小”或“不变”)

（2）某温度下，该反应的平衡常数为K=。该温度下在甲、乙、丙三个恒容密闭容器中投入H2O(g)和CO(g)，其起始浓度如下表所示。下列判断不正确的是（________）

起始浓度	甲	乙	丙
c(H2O)/mol·L-1	0.010	0.020	0.020
c(CO)/mol·L-1	0.010	0.010	0.020

A.反应开始时，丙中的反应速率最快，甲中的反应速率最慢

B.平衡时，甲中和丙中H2O的转化率均是25%

C.平衡时，丙中c(CO2)是甲中的2倍，是0.015mol·L-1

D.平衡时，乙中H2O的转化率大于25%

（3）一定条件下，可逆反应N2(g)+3H2(g)2NH3(g) ΔH<0，达到平衡后：

①加催化剂，v(正)、v(逆)都发生变化，且变化的倍数___(填“相等”或“不相等”)。

② 缩小体积使体系压强增大，则v(正)__，v(逆)__(填“增大”、“减小”或“不变”)，v(正)变化的倍数___v(逆)变化的倍数(填“大于”、“小于”或“等于”)。

③恒温恒压，再通入一定量的He，达到新平衡时，N2的转化率__，c(H2)将__(填“增大”、“减小”或“不变”)。

Answer 1

【答案】1 变小 CD 相等 增大 增大 大于 减小 减小

【解析】

(1)根据三段式计算化学平衡常数K，该反应的正反应是放热反应，升高温度平衡逆向移动；

(2)A．反应开始时，反应物浓度越大，反应速率越大；B．该反应前后气体计量数之和不变，增大压强，平衡不移动，根据三段式，结合化学平衡常数K=计算判断；C．该反应前后气体计量数之和不变，增大压强，平衡不移动；D．乙与甲相比较，相当于在甲的基础上通入H2O；据此分析判断；

(3)①催化剂能同等程度的改变正逆反应速率；②缩小体积使体系压强增大，v(正)、v(逆)都增大，平衡正向移动；③恒温恒压，再通入一定量的He，容器体积增大，相当于压强减小，据此分析解答。

(1) CO(g)+H2O(g)CO2(g)+H2(g)

开始(mol/L) 2.0 3.0 00

反应(mol/L) 1.2 1.2 1.2 1.2

平衡(mol/L) 0.8 1.8 1.2 1.2

化学平衡常数K===1，该反应的正反应是放热反应，升高温度平衡逆向移动，化学平衡常数减小，故答案为：1；变小；

(2)A．反应开始时，反应物浓度越大，其反应速率越大，丙中反应物浓度最大、甲中反应物浓度最小，则化学反应速率丙中最快、甲中最慢，故A正确；

B．该反应前后气体计量数之和不变，增大压强平衡不移动，设甲中参加反应的c(H2O)=xmol/L，

CO(g) + H2O(g)CO2(g)+H2(g)

开始(mol/L) 0.010 0.010 0 0

反应(mol/L) x x x x

平衡(mol/L) 0.010-x 0.010-x x x

化学平衡常数K==，x=0.0025，水的转化率=×100%=25%，丙与甲相比，相当于甲缩小体积变为原来体积的一半，增大压强，平衡不移动，则甲丙中水的转化率相等，均为25%，故B正确；

C．丙与甲相比，相当于甲缩小体积变为原来体积的一半，增大压强，平衡不移动，平衡时，丙中c(CO2)是甲中的2倍，为0.0025mol/L×2=0.005mol/L，故C错误；

D．乙与甲相比较，相当于在甲的基础上通入H2O，则水的转化率下降，平衡时，乙中的水的转化率小于25%，故D错误；

故答案为：CD；

(3)①催化剂能同等程度的改变正、逆反应速率，加催化剂，则v(正)、v(逆)都发生变化，且变化的倍数相等，故答案为：相等；

②缩小体积使体系压强增大，单位体积内活化分子个数增大，v(正)、v(逆) 都增大，但平衡正向移动，v(正)变化的倍数大于v(逆)变化的倍数，故答案为：增大；增大；大于；

③恒温恒压，再通入一定量的He，容器的体积增大，相当于反应体系的压强减小，平衡逆向移动，达到新平衡时，N2的转化率减小，c(H2)将减小，故答案为：减小；减小。