Question

5．（1）在一容积为10L的容器中，通入一定量的CO和H₂O，在850℃时发生反应：CO（g）+H₂O（g）═CO₂（g）+H₂（g）△H＜0，
CO和H₂O浓度变化如图，则0～4min的平均反应速率v（CO）=0.03mol•L^-1•min^-1，850℃时，此反应的平衡常数为1，CO的转化率为60%．
（2）t℃（高于850℃）时，在相同容器中发生上述反应，容器内各物质的浓度变化如下表：

t/min	c（CO）/mol•L-1	c（H2O）/mol•L-1	c（CO2）/mol•L-1	c（H2）/mol•L-1
0	0.200	0.300	0	0
2	0.138	0.238	0.062	0.062
3	c1	c2	c3	c3
4	c1	c2	c3	c3
5	0.116	0.216	0.084
6	0.096	0.266	0.104

①从表中看出，3～4min之间反应处于平衡状态；c₁大于0.08（填“大于”、“小于”或“等于”）．
②反应在4～5min间，平衡向逆反应方向移动，可能的原因是c，表中5～6min之间数值发生变化，可能的原因是b．
a．降低温度b．增加水蒸气 c．增加氢气浓度d．使用催化剂．

Answer 1

分析 （1）由图可知，CO起始浓度为0.2mol/L、H₂O的起始浓度为0.3mol/L，850℃时4min达到平衡，平衡时CO的浓度为0.08mol/L，则：
                CO（g）+H₂O（g）?CO₂（g）+H₂（g）
开始浓度（mol/L）：0.2    0.3      0      0
变化浓度（mol/L）：0.12   0.12     0.12   0.12
平衡浓度（mol/L）：0.08   0.18     0.12   0.12
根据v=$\frac{△c}{△t}$计算v（CO）；平衡常数K=$\frac{c（C{O}_{2}）×c（{H}_{2}）}{c（CO）×c（{H}_{2}O）}$；CO转化率=$\frac{CO浓度变化量}{CO起始浓度}$×100%；
（2）①3min、4min时同种物质的浓度相等，处于平衡状态；
起始浓度与（1）中相同，而（1）中850℃平衡时CO浓度为0.08mol/L，正反应为放热反应，升高温度平衡逆向移动，故该温度下平衡时CO的浓度比原平衡850℃大；
②反应中△c（CO）=△c（H₂O）=△c（CO₂）=△c（H₂），由表中数据可知，5min时与开始相比CO、H₂O、CO₂的浓度变化之比为1：1：1，平衡向逆反应移动，故可能升高温度、降低压强或增大氢气的浓度；
表中5min-6min之间，CO浓度降低0.02mol/L、H₂O的浓度增大0.05mol/L、CO₂的浓度增大0.02mol/L，故应该是增大水蒸气的浓度．

解答 解：（1）由图可知，CO起始浓度为0.2mol/L、H₂O的起始浓度为0.3mol/L，850℃时4min达到平衡，平衡时CO的浓度为0.08mol/L，则：
                 CO（g）+H₂O（g）?CO₂（g）+H₂（g）
开始浓度（mol/L）：0.2    0.3      0       0
变化浓度（mol/L）：0.12   0.12    0.12     0.12
平衡浓度（mol/L）：0.08   0.18    0.12     0.12
v（CO）=$\frac{0.12mol/L}{4min}$=0.03mol/（L．min），平衡常数K=$\frac{c（C{O}_{2}）×c（{H}_{2}）}{c（CO）×c（{H}_{2}O）}$=$\frac{0.12×0.12}{0.08×0.18}$=1，CO转化率=$\frac{0.12mol/L}{0.2mol/L}$×100%=60%；
故答案为：0.03mol/（L．min）；1；60%；
（2）①由表中数据可知，3min、4min时都应个组分的浓度相同，故处于平衡状态；
该反应正反应是放热反应，升高温度平衡向逆反应移动，故该温度下平衡时CO的浓度比原平衡850℃大，即c₁＞0.08，
故答案为：平衡，大于；
②反应中△c（CO）=△c（H₂O）=△c（CO₂）=△c（H₂），由表中数据可知，5min时与开始相比CO、H₂O、CO₂的浓度变化之比为1：1：1，平衡向逆反应移动，故可能升高温度、降低压强或增大氢气的浓度，故选c；
表中5min-6min之间，CO浓度降低0.02mol/L、H₂O的浓度增大0.05mol/L、CO₂的浓度增大0.02mol/L，故应该是增大水蒸气的浓度，故选b，
故答案为：c；b．

点评 本题考查化学平衡计算与影响因素、化学平衡常数、化学平衡图象等，难度中等，（3）中注意分析各物质的浓度变化量关系判断改变条件．