Question

16．在某一容積為5L的密閉容器內(nèi)，加入0.2mol 的CO和0.2mol的H₂O（g），在催化劑存在的條件下高溫加熱，發(fā)生如下反應(yīng)：CO（g）+H₂O（g）?CO₂（g）+H₂（g），反應(yīng)放出熱量．反應(yīng)中CO₂的濃度隨時(shí)間變化的情況如圖所示．
（1）根據(jù)圖中數(shù)據(jù)，從反應(yīng)開始至達(dá)到平衡時(shí)，H₂O（g）的化學(xué)反應(yīng)速率為0.003mol/（L．min）；反應(yīng)平衡時(shí)c（H₂）=0.03mol/L．
（2）平衡時(shí)CO的轉(zhuǎn)化率為75%，由題意可知，在該條件下0.2mol CO₂ （g）和0.2H₂ mol具有的總能量大于（填大于、小于或等于）0.2mol H₂O（g）和0.2molCO具有的總能量
（3）為進(jìn)一步使該反應(yīng)的反應(yīng)速率增大，可以采取的措施可以是增大濃度、升高溫度或加入催化劑（任寫一種）（填一種即可）
（4）在此條件下判斷該反應(yīng)達(dá)到平衡的依據(jù)是AC（填序號(hào)）．
A．CO減少的化學(xué)反應(yīng)速率和CO₂減少的化學(xué)反應(yīng)速率相等
B．容器內(nèi)壓強(qiáng)保持不變
C．CO、H₂O容器內(nèi)氣體總質(zhì)量保持不變
D．混合氣體的密度不再變化時(shí)．

Answer 1

分析 （1）由圖可知，10min到達(dá)平衡，平衡時(shí)△c（CO₂）=0.03mol/L，由方程式可知△c（CO）=△c（H₂）=△c（CO₂），根據(jù)v=$\frac{△c}{△t}$計(jì)算v（CO）；
（2）平衡時(shí)參加反應(yīng)的c（CO）=△c（CO₂）=0.03mol/L，反應(yīng)初始c（CO）=$\frac{0.2mol}{5L}$=0.04mol/L，CO轉(zhuǎn)化率=$\frac{反應(yīng)的c（CO）}{初始c（CO）}$×100%；反應(yīng)物總能量小于生成物總能量時(shí)吸收熱量；
（3）增大濃度、升高溫度、加入催化劑等方法都能加快反應(yīng)速率；
（4）可逆反應(yīng)達(dá)到平衡狀態(tài)時(shí)，正逆反應(yīng)速率相等，反應(yīng)體系中各物質(zhì)的物質(zhì)的量、物質(zhì)的量濃度、百分含量以及由此引起的一系列物理量不變．

解答 解：（1）由圖可知，10min到達(dá)平衡，平衡時(shí)△c（CO₂）=0.03mol/L，由方程式可知△c（CO）=△c（H₂）=△c（CO₂）=0.03mol/L，即平衡時(shí)c（H₂）=0.03mol/L，則v（CO）=$\frac{0.03mol/L}{10min}$=0.003mol/（L．min），故答案為：0.003mol/（L．min）；0.03mol/L；
（2）平衡時(shí)參加反應(yīng)的c（CO）=△c（CO₂）=0.03mol/L，反應(yīng)初始c（CO）=$\frac{0.2mol}{5L}$=0.04mol/L，CO轉(zhuǎn)化率=$\frac{反應(yīng)的c（CO）}{初始c（CO）}$×100%=$\frac{0.03mol/L}{0.04mol/L}$×100%=75%；反應(yīng)物總能量小于生成物總能量時(shí)吸收熱量，該反應(yīng)的正反應(yīng)是吸熱反應(yīng)，所以在該條件下0.2mol CO₂ （g）和0.2H₂ mol具有的總能量大于0.2mol H₂O（g）和0.2molCO具有的總能量，
故答案為：75%；大于；
（3）增大濃度、升高溫度、加入催化劑等方法都能加快反應(yīng)速率，所以要使該反應(yīng)速率加快，可以采用增大濃度、升高溫度或加入催化劑的方法，故答案為：增大濃度、升高溫度或加入催化劑；
（4）A．CO減少的化學(xué)反應(yīng)速率和CO₂減少的化學(xué)反應(yīng)速率相等，反應(yīng)方向?yàn)橄喾�，且同一種物質(zhì)的反應(yīng)速率相等，所以達(dá)到平衡狀態(tài)，故正確；
B．反應(yīng)前后氣體總物質(zhì)的量不變，所以容器內(nèi)壓強(qiáng)始終保持不變，不能判斷平衡狀態(tài)，故錯(cuò)誤；
C．CO、H₂O容器內(nèi)氣體總質(zhì)量保持不變時(shí)，正逆反應(yīng)速率相等，該反應(yīng)達(dá)到平衡狀態(tài)，故正確；
D．反應(yīng)前后氣體總質(zhì)量不變、容積不變，則混合氣體的密度始終不變，所以不能判斷平衡狀態(tài)，故錯(cuò)誤；
故選AC．

點(diǎn)評(píng) 本題考查化學(xué)平衡計(jì)算、化學(xué)平衡狀態(tài)判斷、化學(xué)反應(yīng)速率影響因素等知識(shí)點(diǎn)，側(cè)重考查學(xué)生理解、分析、計(jì)算能力，注意總結(jié)化學(xué)平衡狀態(tài)判斷方法，（4）題的D選項(xiàng)中密度不能作為判斷依據(jù)，為易錯(cuò)點(diǎn)．