Question

12．在一固定容積的密閉容器中，進(jìn)行如下化學(xué)反應(yīng)：CO₂（g）+H₂（g）?CO（g）+H₂O（g）；△H=Q KJ/mol其化學(xué)平衡常數(shù)K和溫度t的關(guān)系如下：

t℃	700	800	850	1000	1200
K	0.6	0.9	1.0	1.7	2.6

請(qǐng)回答：
（1）上述反應(yīng)中Q＞0 （選填“＞”或“＜”）
（2）能判斷該反應(yīng)已達(dá)到化學(xué)平衡狀態(tài)的依據(jù)是cd．
a．容器中壓強(qiáng)不變 b．反應(yīng)熱△H不變c．v_正（H₂）=v_逆（CO） d．CO₂的質(zhì)量分?jǐn)?shù)不變
（3）溫度為850℃時(shí)，可逆反應(yīng)CO（g）+H₂O（g）?CO₂（g）+H₂（g）在固定容積的密閉容器中進(jìn)行，容器內(nèi)物質(zhì)的濃度變化如表：
850℃時(shí)物質(zhì)的濃度（mol/L）的變化

時(shí)間（min）	CO	H2O	CO2	H2
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計(jì)算：3min時(shí)CO的濃度 c₁=0.08mol/L，H₂O （g）的轉(zhuǎn)化率=40%．
②反應(yīng)在4min～5min之間，平衡向逆反應(yīng)方向移動(dòng)，可能的原因是b表中5min～6min之間數(shù)值發(fā)生變化，可能的原因是a
a．增加水蒸氣     b．增加氫氣濃度  c．使用催化劑．

Answer 1

分析 （1）由表中數(shù)據(jù)可知，溫度越高化學(xué)平衡常數(shù)越大，升高溫度平衡向正反應(yīng)移動(dòng)，正反應(yīng)是吸熱反應(yīng)；
（2）根據(jù)平衡狀態(tài)的實(shí)質(zhì)和標(biāo)志去判斷解題；
（3）①依據(jù)容器中濃度變化結(jié)合化學(xué)平衡的三段式列式計(jì)算，結(jié)合平衡常數(shù)不隨溫度變化，根據(jù)轉(zhuǎn)化率公式進(jìn)行計(jì)算；
（4）反應(yīng)在4min～5min，平衡向逆方向移動(dòng)，根據(jù)平衡移動(dòng)原理，結(jié)合選項(xiàng)判斷；
由表中數(shù)據(jù)可知，5min～6minCO的濃度降低，CO₂濃度增大，濃度變化都是0.02mol/L，說明平衡向正反應(yīng)移動(dòng)，再結(jié)合水的濃度變化進(jìn)行判斷．

解答 解：（1）由表中數(shù)據(jù)可知，溫度越高化學(xué)平衡常數(shù)越大，升高溫度平衡向正反應(yīng)移動(dòng)，正反應(yīng)是吸熱反應(yīng)，故答案為：＞；
（2）（a） 容器中壓強(qiáng)不變，一直不變，故不選；
（b） 反應(yīng)熱△H不變，一直不變，故不選；
（c） V_正（H₂）=V_逆（CO），正逆反應(yīng)速度相等，故選；
（d） CO₂的質(zhì)量分?jǐn)?shù)不變，說明各物質(zhì)的質(zhì)量不變，正逆反應(yīng)速度相等，故選；
故選：cd；
（3）①CO（g）+H₂O（g）?CO₂（g）+H₂（g）
起始濃度/mol•L^-1   0.2           0.3            0                0
變化濃度/mol•L^-1：c₃  c₃            c₃                c₃
平衡濃度/mol•L^-1：0.2-c₃       0.3-c₃       c₃  c₃
由題意知，850℃時(shí)，K=1.0，即
K=$\frac{c（C{O}_{2}）c（{H}_{2}）}{c（CO）c（{H}_{2}O）}$=$\frac{（0.2-{C}_{3}）×（0.3-{C}_{3}）}{{C}_{3}×{C}_{3}}$=1.0
解得 c₃=0.12mol/L，所以c₁=0.08mol/L，H₂O（g）的轉(zhuǎn)化率=$\frac{0.12mol/L}{0.3mol/L}$×100%=40%，
故答案為：0.08mol/L、40%；
②反應(yīng)在4min～5min，平衡向逆方向移動(dòng)，根據(jù)平衡移動(dòng)原理，結(jié)合選項(xiàng)判斷；
由表中數(shù)據(jù)可知，5min～6minCO的濃度降低，CO₂濃度增大，濃度變化都是0.02mol/L，說明平衡向正反應(yīng)移動(dòng)，再結(jié)合水的濃度變化進(jìn)行判斷．②反應(yīng)在4min～5min，平衡向逆方向移動(dòng)，增大水蒸氣的濃度，平衡向正反應(yīng)移動(dòng)，降低溫度平衡向正反應(yīng)移動(dòng)，使用催化劑平衡不移動(dòng)，增大氫氣的濃度，平衡向逆反應(yīng)移動(dòng)，故4min～5min改變條件為增大氫氣的濃度，
由表中數(shù)據(jù)可知，5min～6minCO的濃度降低，CO₂濃度增大，濃度變化都是0.02mol/L，說明平衡向正反應(yīng)移動(dòng)，而水的濃度增大0.05mol/L，應(yīng)是增大水蒸氣的濃度，故答案為：b，a．

點(diǎn)評(píng) 本題主要考查溫度對(duì)化學(xué)平衡、化學(xué)平衡常數(shù)的影響，化學(xué)平衡常數(shù)的計(jì)算，化學(xué)平衡的標(biāo)志判斷，難度不大，考查學(xué)生分析和解決問題的能力．