Question

Ⅰ在某一容积为5 L的密闭容器内，加入 0.2 mol的CO和0.2 mol的H₂O，在催化剂存在和800℃的条件下加热，发生如下反应：CO（g）＋H₂O（g）CO₂（g）＋H₂（g）；ΔH＞0反应中CO₂的浓度随时间变化情况如下图：
 

（1）根据上图数据，反应开始至达到平衡时，CO的化学反应速率为v（CO）＝         mol/（L·min）；反应达平衡时，c（H₂）＝________ mol/L，该温度下的平衡常数K           。

（2） 判断该反应达到平衡的依据是________________。

① CO减少的化学反应速率和CO₂减少的化学反应速率相等

② CO、H₂O、CO₂、H₂的浓度都相等

③ CO、H₂O、CO₂、H₂的浓度都不再发生变化

④ 正、逆反应速率都为零

（3）如要一开始加入0.1 mol的CO、0.1 mol的H₂O、0.1 mol的CO₂和0.1 mol的H₂，在相同的条件下，反应达平衡时，c（H₂O）＝_____________mol/L。

Ⅱ、在含有I^-、Cl^-的混合溶液中，逐滴加入一定量AgNO₃溶液，当AgCl开始沉淀时，溶液中 为：___________，已知K_sp（AgCl）=1.8×10^-10，K_sp（AgI）=8.5×10^-17。

Answer

Ⅰ、（1）0.003；0.03；9（2）①③（3）0.01Ⅱ、4.7×10-7

【解析】

试题分析：Ⅰ、（1）v（CO2）=（0.03mol/L−0）÷10min＝0.003mol/（L·min），根据同一反应中同一时间段内各物质的反应速率之比等于其计量数之比得v（CO）＝v（CO2）=0.003mol/（L·min）；平衡时CO2的浓度是0.03mol/L，则根据方程式可知生成氢气的浓度是0.03mol/L；

CO（g）＋H2O（g）CO2（g）＋H2（g）

开始（mol/L） 0.04 0.04 0 0

反应（mol/L） 0.03 0.03 0.03 0.03

平衡（mol/L） 0.01 0.01 0.03 0.03

因此该反应化学平衡常数K=c（CO2）·c（H2）/c（CO）·c（H2O）=（0.03×0.03）/（0.01×0.01）＝9；

（2）①CO减少的化学反应速率和CO2减少的化学反应速率相等表示正逆反应速率相等，反应达到平衡状态，正确；②CO、H2O、CO2、H2的浓度都相等，该反应不一定达到平衡状态，与反应初始浓度及转化率有关，错误；③CO、H2O、CO2、H2的浓度都不再发生变化，正逆反应速率相等，该反应达到平衡状态，正确；④平衡时正、逆反应速率相等，但不为零，错误，答案选①③；

（3）设平衡时c（CO）为xmol/L，

CO（g）＋H2O（g）CO2（g）＋H2（g）

开始（mol/L） 0.02 0.02 0.02 0.02

反应（mol/L） 0.02-x 0.02-x 0.02-x 0.02-x

平衡（mol/L） x x 0.04-x 0.04-x

温度不变，化学平衡常数不变，所以化学平衡常数K=（0.04−x）·（0.04−x）/x·x＝9，解得x＝0.01；

Ⅱ、当AgCl开始沉淀时，溶液中。

【考点定位】本题考查化学平衡有关计算及化学平衡状态判断、溶度积常数应用

【名师点晴】该题为高频考点，利用三段式法分析解答是解本题关键，注意：化学平衡常数只与温度有关，温度不变，化学平衡常数不变。难点是平衡状态判断，注意可逆反应达到平衡状态有两个核心的判断依据：①正反应速率和逆反应速率相等。②反应混合物中各组成成分的百分含量保持不变。只要抓住这两个特征就可确定反应是否达到平衡状态，对于随反应的发生而发生变化的物理量如果不变了，即说明可逆反应达到了平衡状态。判断化学反应是否达到平衡状态，关键是看给定的条件能否推出参与反应的任一物质的物质的量不再发生变化。