Question

在一体积为1L的密闭容器中，通入一定量的CO和H₂O，在T₁℃时发生如下反应：CO (g)+H₂O(g) CO₂(g)+H₂(g)  △H<0，CO和H₂O浓度变化如图，则

（1） 0～4 min CO的平均反应速率v(CO)=___________mol/(L．min)。

（2）达平衡时CO的转化率为____________，T₁℃时该反应的平衡常数K=_______________。

（3）T₂℃（高于T₁℃）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：

时间(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	C4

①表中3～4 min时，反应v_正__________v_逆（填“>”、“<”或“=”）； C₁___________0.08mol/L（填“>”、“<”或“=”）。

②4～5 min时，平衡向逆反应方向移动，可能的原因是__________（填字母）。

a．增加水蒸气       b．降低温度     c．增大了CO₂浓度    d．增加了氢气浓度

Answer

（1）0.03 （2）60% ， 1；（3）① = ； > ② d。

【解析】

试题分析：（1） 根据图像可知在前4min内CO的浓度由0.20mol/L变为0.08mol/L，所以0～4 min CO的平均反应速率v(CO)=(0.20mol/L-0.08mol/L)÷4=0.03mol/(L．min)；（2）达平衡时CO的转化率为[(0.20mol/L-0.08mol/L)÷0.20mol/L]×100％=60% ；根据方程式可知，反应CO、H2O减小的浓度与CO2、H2增加的浓度相等，所以该反应的化学平衡常数；（3）①升高温度，化学反应速率加快；由于温度T2℃>T1℃，反应开始物质的浓度与温度是T1℃相同，温度为T1℃4min反应达到平衡，所以在温度为T2℃达到平衡所需要的时间小于4min，在第3min时，物质的浓度不变，反应达到平衡状态，故表中3～4 min时，反应v正=v逆；改反应的正反应是放热反应，升高温度，化学平衡向吸热的逆反应方向移动，因此达到平衡时反应物质的浓度大于温度在T1℃的浓度，C1>0.08mol/L；②C1 ＞0.08mol/L，则C3 ＜0.12mol/L，C2 ＞0.18mol/L，4min-5min之间，平衡向逆方向移动，二氧化碳的浓度降低，一氧化碳和水蒸气的浓度都增大，所以改变的条件是增大氢气的浓度； 5min-6min之间，一氧化碳浓度减小，水蒸气和二氧化碳浓度增大，平衡向正反应方向移动，则改变的条件是增大水蒸气的浓度，选项d正确。

考点：考查化学反应速率、化学平衡常数、物质的平衡转化率的计算、平衡移动的有关知识。