Question

700℃时，向容积为2L的密闭容器中充入一定量的CO和H₂O，发生如下反应：

CO(g)+H₂O(g)CO₂(g)+H₂(g)，反应过程中测定的部分数据见下表（表中t₂＞t₁）：

反应时间/min	n(CO)/mol	n(H2O)/mol
0	1.20	0.60
t1		0.20
t2	0.80

请回答下列问题：

（1）保持其他条件不变，若起始时向容器中充入0.60 molCO和1.20molH₂O，则平衡时n(CO₂)＝________mol。

（2）温度升至800℃，上述反应的平衡常数为0.64，则正反应是________反应（填“放热”或“吸热”）。

（3）700℃时，若向容积为2L的密闭容器中充入CO、H₂O、CO₂、H₂的物质的量分别为1.20mol、2.00mol、1.20mol、1.20mol，则此时该反应的V_正________V_逆（填“＞”、“＜”或“=”）。

（4）该反应在t₁时刻建立平衡，在t₂时刻因改变某个条件导致CO、CO₂浓度发生变化的情况如图所示，则t₂时刻改变的条件可能是____________________、________________（写出两种）。

（5）若该容器体积不变、绝热，则下列情况中说明反应建立平衡的是________。

①体系的压强不再发生变化          ②混合气体的密度不变

③混合气体的平均相对分子质量不变   ④体系的温度不再发生变化

Answer

（1）0.4 （2）放热 （3）＞ （4）降低温度、增加水蒸汽的量或减少氢气的量 （5）①④

【解析】

试题分析：（1）根据方程式和表中数据可知t1时消耗水蒸气是0.4mol，则同时消耗CO是0.4mol，所以属于CO是0.8mol，这说明t1时反应达到平衡状态；保持其他条件不变，若起始时向容器中充入0.60 molCO和1.20molH2O，则平衡时二氧化碳的物质的量，即n(CO2)＝0.4mol。

（2）根据（1）中可知平衡常数K＝＝1，温度升至800℃，上述反应的平衡常数为0.64，即升高温度平衡向逆反应方向进行，则正反应是放热反应。

（3）700℃时，若向容积为2L的密闭容器中充入CO、H2O、CO2、H2的物质的量分别为1.20mol、2.00mol、1.20mol、1.20mol，则此时浓度熵Q＝，小于1，所以反应向正反应方向进行，则该反应的V正＞V逆。

（4）根据图像可知在t2时刻因二氧化碳浓度增大，CO浓度减小，这说明平衡向正反应方向进行，所以t2时刻改变的条件可能是降低温度、增加水蒸汽的量或减少氢气的量。

（5）①体系绝热，则体系的压强不再发生变化说明反应达到平衡状态，①正确；②反应前后气体质量和容器容积不变，则混合气体的密度不变，不能说明反应达到平衡状态，②错误；③反应前后气体质量和体积不变，混合气体的平均相对分子质量不变，不能说明反应达到平衡状态，③错误；④体系绝热，体系的温度不再发生变化可以说明反应达到平衡状态，④正确，答案选①④。

考点：考查平衡状态判断、平衡常数计算以及外界条件对平衡状态的影响