Question

2012年8月24日，武汉市一家有色金属制造厂发生氨气泄露事故。已知在一定温度下，合成氨工业原料气H2制备涉及下面的两个反应：

C(s)＋H2O(g)CO(g)＋H2(g)；

CO(g)＋H2O(g)H2(g)＋CO2(g)。

(1)判断反应CO(g)＋H2O(g)CO2(g)＋H2(g)达到化学平衡状态的依据是________。(多选、漏选、错选均不得分)

A．容器内压强不变            B．混合气体中c(CO)不变

C．v正(H2)＝v逆(H2O)  D．c(CO2)＝c(CO)

(2)在2 L定容密闭容器中通入1 mol N2(g)和3 mol H2(g)，发生反应：3H2(g)＋N2(g) 2NH3(g)，ΔH＜0，测得压强－时间图像如图甲，测得p2＝0.6p1，此时温度与起始温度相同，在达到平衡前某一时刻(t1)若仅改变一种条件，得到如乙图像。

①若图中c＝1.6 mol，则改变的条件是________(填字母)；

②若图中c＜1.6 mol，则改变的条件是__________(填字母)；此时该反应的平衡常数____________。(填字母)(填“增大”、“减小”、“不变”)

A．升温　　　B．降温　　　C．加压　　　D．减压　　　E．加催化剂

(3)如(2)题中图甲，平衡时氢气的转化率为________。

(4)工业上可利用如下反应：H2O (g)＋CH4 (g)  CO(g)＋3H2(g)制备CO和H2。在一定条件下1 L的密闭容器中充入0.3 mol H2O和0.2 mol CH4，测得H2(g)和CH4(g)的物质的量浓度随时间变化曲线如右图所示：0～4 s内，用CO(g)表示的反应速率为____________。

 

Answer 1

(1)BC　(2)  ①E　②A　减小

(3)80%　(4)0.025 mol/(L·s)

【解析】(1)该反应前后气体物质的量不变，故压强不能用来判断是否达到平衡状态的标志，选项B、C由平衡状态特征及本质可知可作为判断反应达到化学平衡状态的依据；选项D与平衡状态无直接关系；

(2)　　3H2(g) ＋N2(g)2NH3(g)，

投料　  3 mol  1 mol       0

转化量  3x     x           2x

平衡量 3－3x   1－x        2x

反应前后的压强比等于物质的量比即(4－2x)∶4＝0.6，x＝0.8, c＝1.6 mol，平衡没移动，但速率加快，所以改变的条件是使用催化剂；c<1.6 mol，逆向移动，且速率加快，只能升高温度。

(3)由(2)可以求出氢气的转化率为80%。

(4)0～4 s内，v(CO)＝v(CH4)＝0.025 mol/(L·s)。