Question

【題目】在某一容積為5 L的體積不變的密閉容器內，加入 0.3 mol的CO和0.3 mol的H2O，在催化劑存在和800℃的條件下加熱，發生如下反應：CO（g）＋H2O（g） CO2（g）＋H2（g） ΔH＞0，反應中CO2的濃度隨時間變化情況如圖：

（1）根據圖上數據，反應開始至達到平衡時，CO的化學反應速率為v（CO）＝ mol/（L·min），該溫度（800℃）下的平衡常數K＝ 。

（2）在體積不變的條件下，改變下列條件重新達到平衡時能使平衡常數K增大的有 （填字母）

A．升高溫度

B．降低溫度

C．增大壓強

D．減小壓強

E．加入催化劑

G．移出一氧化碳氣體

（3）如要一開始加入0.1 mol的CO、0.1 mol的H2O、0.2 mol的CO2和0.2 mol的H2，在相同的條件下，反應達平衡時，c（CO）＝___________mol/L。

（4）若保持溫度和容器的體積不變，在（1）中上述平衡體系中，再充入0.3mol 的水蒸氣，重新達到平衡后，H2O的轉化率_____________（填“升高”、“降低”還是“不變”）。

（5）在催化劑存在和800℃的條件下，在某一時刻測得c（CO）＝c（H2O）＝0.09mol/L,c（CO2 ）＝c（H2）＝0.13mol/L,則此反應是否處于平衡狀態: （填“是”或“否”）,若沒有處于平衡狀態則該反應向 方向移動。（填“正反應”或“逆反應”）

Answer 1

【答案】（1）0.003；K＝1（2）A（3）0.003（4）降低（5）否；逆反應

【解析】

試題分析：：（1）在某一容積為5L的密閉容器內，加入0.3mol的CO和0.3mol的H2O，則起始濃度c（CO）=0.06mol/L，c（H2O）=0.06mol/L，平衡時c（CO2）=0.03mol/L，則

CO（g）+H2O（g）CO2（g）+H2（g）

起始濃度/molL-1 ：0.06 0.06 0 0

轉化濃度/molL-1 ：0.03 0.03 0.03 0.03

平衡濃度/molL-1 ：0.03 0.03 0.03 0.03

反應開始至達到平衡時，轉化的CO為c（CO）=0.03mol/L，

則v（CO）=0.03mol/L÷10min=0.003mol/（Lmin）-1；

K= c（CO2）c（H2）/ c（CO）c（H2O）=1；

（2）平衡常數只隨溫度的變化而變化，已知CO（g）+H2O（g）CO2（g）+H2（g）△H＞0，則升高溫度平衡正向移動，K增大；故答案為：A；

（3）如果一開始加入0.1mol的CO、0.1mol的H2O、0.2mol的CO2和0.2mol的H2，與開始時加入0.3mol CO和0.3mol H2O為等效平衡，則兩種條件下，達到平衡狀態時其CO的物質的量濃度相等，所以達到平衡狀態時，c（CO）=0.03mol/L；

（4）可逆反應中增大一種反應物的濃度，則另一種反應物的轉化率會增大，所以若保持溫度和容器的體積不變，在（1）中上述平衡體系中，再充入0.3mol 的水蒸氣，重新達到平衡后，CO的轉化率升高；增大水蒸氣的物質的量使氣體總質量增大，由于只增大一種反應物的量平衡正向移動的程度很小，反應新生成的二氧化碳較少，二氧化碳的質量增加不大，所以混合氣體中二氧化碳的質量分數會減小；

（5）在催化劑存在和800℃的條件下，在某一時刻測得C（CO）=C（H2O）=0.09mol/L，C（CO2 ）=C（H2）=0.13mol/L，Qc= c（CO2）c（H2）/ c（CO）c（H2O）=（ 0.13×0.13）/（ 0.09×0.09）=2.1＞K=1，則反應逆向進行，故答案為：否；逆方向．