Question

【题目】700 ℃时，向容积为2 L的密闭容器中充入一定量的CO和H2O，发生反应：CO(g)＋H2O(g) CO2(g)＋H2(g)，反应过程中测定的部分数据见下表(表中t2>t1)：

反应时间/min	n(CO)/mol	n(H2O)/mol
0	1.20	0.60
t1		0.20
t2	0.80

依据题意回答下列问题：

(1)反应在t1 min内的平均速率为v(H2)＝________ mol·L－1·min－1。

(2)保持其他条件不变，起始时向容器中充入0.60 mol CO和1.20 mol H2O，到达平衡时，n(CO2)＝________mol。

(3)温度升至800 ℃，上述反应的平衡常数为0.64，则正反应为________反应(填“放热”或“吸热”)。

(4)700 ℃时，向容积为2 L的密闭容器中充入CO(g)、H2O(g)、CO2(g)、H2(g)的物质的量分别为1.20 mol、2.00 mol、1.20 mol、1.20 mol，则此时该反应v(正)________v(逆)(填“>”“<”或“＝”)。

(5)该反应在t1时刻达到平衡，在t2时刻因改变某个条件，CO和CO2浓度发生变化的情况如图所示。图中t2时刻发生改变的条件可能是________或________。

(6)若该容器容积不变，能说明反应达到平衡的是________。

①c(CO)与c(H2)的比值保持不变

②v(CO2)正＝v(H2O)逆

③体系的压强不再发生变化

④混合气体的密度不变

⑤体系的温度不再发生变化

⑥气体的平均相对分子质量不变

Answer 1

【答案】 0.40 放热 > 降温 增大c(H2O)或减小c(H2) ①②⑤

【解析】

（1）根据v=计算反应速率；

（2）根据反应时转化的物质的量计算n(CO2)；

（3）根据温度变化对平衡常数的影响判断反应热；

（4）据K和Qc的大小比较判断；

（5）据图可知，CO浓度继续减小和二氧化碳的浓度继续增大，在t2时刻平衡正向移动，可能是增加水蒸汽的量或减少氢气的量或降温；

（6）不传热的固定容积的容器中，反应达到平衡的标志是正逆反应速率相同，各成分含量保持不变分析判断选项。

(1) CO(g)＋H2O(g) CO2(g)＋H2(g)，根据方程式，t1 min内消耗水0.4 mol，生成氢气0.4 mol，反应在t1 min内的平均速率v(H2)＝＝mol·L－1·min－1，故答案为:；

(2)由以上数据可知，t2时n(H2O)=0.2mol，转化H2O的物质的量为0.4mol，转化的H2也为0.4mol，t2时n(H2)=0.4mol，与t1时相同，说明t1时达到达到平衡状态，根据化学方程式可知，则生成的n(CO2)=0.4mol，故答案为：0.4；

(3)由题给数据建立如下三段式：

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

起始：1.2mol0.6mol 0 0

转化：0.4mol0.4mol 0.4mol0.4mol

平衡：0.8mol0.2mol 0.4mol0.4mol

t1时达到达到平衡状态，平衡常数K==，则K＝＝1，温度升至800 ℃，上述反应的平衡常数为0.64，平衡常数减小，说明升高温度平衡向逆反应方向移动，则正反应放热，即△H<0，故答案为：放热；

(4) 700 ℃时，向容积为2 L的密闭容器中充入CO(g)、H2O(g)、CO2(g)、H2(g)浓度熵Qc=＝=0.6<1，平衡正向移动，v(正)>v(逆)，故答案为：>；

(5)该反应在t1时刻达到平衡，在t2时刻c(CO2)逐渐增大，c(CO)逐渐减小，说明平衡正向移动，改变条件可能是降温、增大c(H2O)或减小c(H2)，

答案为：降温；增大c(H2O)或减小c(H2)；

(6)①CO是反应物，H2是生成物，c(CO)与c(H2)的比值保持不变，一定达到平衡状态，故①正确；

②v(CO2)正＝v(H2O)逆，正、逆反应速率相同，一定达到平衡状态，故②正确；

③由于反应前后气体的物质的量不变，则体系的压强是一恒量，压强不变反应不一定平衡状态，故③错误；

④根据ρ＝，密度为恒量，混合气体的密度不变不一定平衡状态，故④错误；

⑤该反应放热，体系的温度不再发生变化，一定达到平衡状态，故⑤正确；

⑥根据M＝，平均相对分子质量为恒量，气体的平均相对分子质量不变，不一定平衡状态，故⑥错误；

①②⑤正确，故答案为：①②⑤。