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工业制氢气的一个重要反应是:CO(g)+H2O(g)CO2(g)+H2(g)现将...

工业制氢气的一个重要反应是:CO(g)+H2O(g)CO2(g)+H2(g)现将不同量的CO(g)H2O(g)分别通入到体积为2L的恒容密闭容器中进行反应,得到如下三组数据:

实验组

温度℃

起始量/mol

平衡量/mol

达到平衡状态所需时间/min

CO

H2O

H2

CO2

I

650

4

2

1.6

1.6

5

II

900

2

1

0.5

0.5

3

 

①对于反应CO(g)+H2O(g)CO2(g)+H2(g),下列说法正确的是_________

A.当容器中CO的含量保持不变时,说明该反应达到平衡状态

B.若混合气体的密度不再改变,说明该反应已达化学平衡状态

C.实验I中,反应达到平衡后,再通入4molCO2molH2O,平衡正向移动,H2的体积分数增大

D.若使用催化剂,会改变反应的途径,但反应的焓变不变

②实验I中,从反应开始到反应达到平衡时,CO的平均反应速率v(CO)=_________

③实验II条件下反应的平衡常数K=_________ (保留小数点后二位)H2O(g)的平衡转化率为_______

④若在900℃时,实验II反应达到平衡后,向此容器中再加入1.5molCO0.5mol H2O0.2mol CO20.5mol H2,则平衡向______方向移动(正反应逆反应不移动”)

 

AD 0.16mol/l/min 0.33 50% 正反应 【解析】 ①根据反应平衡移动即判断平衡标志和催化剂反应特点判断 ②先计算CO改变量,再计算反应速率。 ③先计算平衡时各物质的量,再计算平衡常数和平衡转化率。 ④先计算浓度商,与K相比较得出平衡向哪个方向移动。 ①A选项,CO开始反应时,含量减少,当容器中CO的含量保持不变时,说明该反应达到平衡状态,故A正确; B选项,气体质量不变,容器体积不变,因此混合气体的密度不再改变,说明该反应不能说化学平衡状态,故B错误; C选项,实验I中,反应达到平衡后,再通入4molCO和2molH2O,平衡正向移动,用建模思想考虑,相当于两个容器达到平衡后再加压,平衡不移动,因此H2的体积分数不变,故C错误; D选项,若使用催化剂,会改变反应的途径,但反应的焓变不变,故D正确; 综上所述,答案为AD。 ②实验I中,从反应开始到反应达到平衡时,氢气物质的量为1.6mol,则CO改变量为1.6mol,因此CO的平均反应速率; 故答案为:0.16 mol·L-1·min-1; ③实验II条件下反应达到平衡时,氢气物质的量为0.5mol,二氧化碳物质的量为0.5mol,一氧化碳物质的量为1.5mol,水蒸气物质的量为0.5mol,此时平衡常数;H2O(g)的平衡转化率为; 故答案为:0.33;50%。 ④若在900℃时,实验II反应达到平衡后,向此容器中再加入1.5molCO、0.5mol H2O、0.2mol CO2、0.5mol H2,,因此平衡向正反应方向移动; 故答案为:正反应。
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t/K

298

398

498

K/(mol·L1)2

4.1×106

K1

K2

 

①比较K1K2的大小:K1___________ K2(“>”“=”“<”)

②判断该反应达到化学平衡状态的依据是____________(填序号)

A.2v(H2)()=3v(NH3)()        B.混合气体中氢气的质量不变

C.容器内压强保持不变      D.混合气体的密度保持不变

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