Question

碳和碳的化合物在生产、生活中的应用非常广泛。 现将不同量的CO₂（g）和H₂（g）分别通入体积为2 L的恒容密闭容器中，进行如下反应：CO₂（g）+H₂（g）CO（g）+H₂O（g），得到如下三组数据：

（1）实验1中，平衡常数K＝         ；v(H₂) ＝           该反应的正反应为       （填“吸”或“放”）热反应；

（2）实验3跟实验2相比，改变的条件可能是             （答一种情况即可）；若该反应符合右图所示的关系，则在图中Y轴表示            。

（3）能判断该反应达到化学平衡状态的依据是        （多选扣分）。

a．容器中压强不变             b．混合气体中c(CO) 不变

c．v(H₂)_正= v(H₂O)_逆              d．c(CO₂) = c(CO)

（4）某温度下，平衡浓度符合下式： c(CO₂) • c(H₂) ＝c(CO) • c(H₂O)由此可以判断此时的温度为       ℃。其它条件不变，升高温度，原化学平衡向            反应方向移动（填“正”或“逆”），容器内混合气体的密度             （填“增大”、“减小”或“不变”）。

（5）若在该条件下，将0.4 mol CO与0.2 mol H₂O（g）混合加热到830℃下达到平衡。平衡时CO的转化率                   。

Answer

（1）0.9 ；0.15mol/ (L·min)；吸（2）使用了催化剂；加大了压强；CO2或H2的百分含量（或其浓度、质量、物质的量等合理答案即可）（3）bc（4）830；正；不变（5）33.3%

【解析】

试题分析：（1）CO2（g）+H2（g）CO（g）+H2O（g）

起始物质的量 4 2.5 0 0

改变的物质的量 1.5 1.5 1.5 1.5

平衡时物质的量2.5 1.0 1.5 1.5

平衡常数=0.75×0.75/（1.25×0.5）=0.9 ； 氢气的反应速率=1.5/2/5= 0.15mol/ (L·min)；从表格数据分析，温度升高，二氧化碳的转化率从原来的1.5/4变为1/2，转化率增大，说明你平衡正向移动，则正反应为吸热。（2）实验3和实2比，起始加入量相同，温度相同，但是到平衡的时间缩短，说明实验3使用了催化剂或加大了压强；随着温度升高，平衡正向移动，则Y的数值变小，说明Y可以是 CO2或H2的百分含量（或其浓度、质量、物质的量等合理答案即可）。（3）a、溶液的压强始终不变，错误；b、混合气体中一氧化碳的浓度不变，可以说明到平衡，正确；c、正逆反应速率相等，说明到平衡，正确；d、一氧化碳的浓度和二氧化碳的浓度相等不能说明反应到平衡，错误。故选bc。（4）根据平衡常数的表达式分析，此时平衡常数为1，结合表中的数据分析，该温度为830℃。； 升温，平衡正向移动，但混合气体的总质量不变，总体积不变，所以密度不变。

（5）CO2（g）+H2（g） CO（g）+H2O（g）

起始物质的量 0 0 0.4 0.2

改变的物质的量x x x x

平衡时物质的量x x 0.4-x 0.2-x

则有(0.4-x)(0.2-x) / x2=1，则x=0.8/6，则一氧化碳的转化率=0.8/6/0.4=33.3%。

考点：化学平衡的计算，平衡的标志，化学平衡移动的影响因素