Question

【題目】氫氣是一種清潔能源。可由CO和水蒸氣反應(yīng)制備，其能量變化如圖所示。

（1）該反應(yīng)為可逆反應(yīng)。在800℃時(shí)，若CO的起始濃度為2.0mol·L-1，水蒸氣的起始濃度為3.0mol·L-1，達(dá)到化學(xué)平衡狀態(tài)后，測(cè)得CO2的濃度為1.2mol·L-1，則此反應(yīng)的平衡常數(shù)為___，隨著溫度升高該反應(yīng)的化學(xué)平衡常數(shù)的變化趨勢(shì)是___。(填“變大”、“變小”或“不變”)

（2）某溫度下，該反應(yīng)的平衡常數(shù)為K=。該溫度下在甲、乙、丙三個(gè)恒容密閉容器中投入H2O(g)和CO(g)，其起始濃度如下表所示。下列判斷不正確的是（________）

起始濃度	甲	乙	丙
c(H2O)/mol·L-1	0.010	0.020	0.020
c(CO)/mol·L-1	0.010	0.010	0.020

A.反應(yīng)開(kāi)始時(shí)，丙中的反應(yīng)速率最快，甲中的反應(yīng)速率最慢

B.平衡時(shí)，甲中和丙中H2O的轉(zhuǎn)化率均是25%

C.平衡時(shí)，丙中c(CO2)是甲中的2倍，是0.015mol·L-1

D.平衡時(shí)，乙中H2O的轉(zhuǎn)化率大于25%

（3）一定條件下，可逆反應(yīng)N2(g)+3H2(g)2NH3(g) ΔH<0，達(dá)到平衡后：

①加催化劑，v(正)、v(逆)都發(fā)生變化，且變化的倍數(shù)___(填“相等”或“不相等”)。

② 縮小體積使體系壓強(qiáng)增大，則v(正)__，v(逆)__(填“增大”、“減小”或“不變”)，v(正)變化的倍數(shù)___v(逆)變化的倍數(shù)(填“大于”、“小于”或“等于”)。

③恒溫恒壓，再通入一定量的He，達(dá)到新平衡時(shí)，N2的轉(zhuǎn)化率__，c(H2)將__(填“增大”、“減小”或“不變”)。

Answer 1

【答案】1 變小 CD 相等 增大 增大 大于 減小 減小

【解析】

(1)根據(jù)三段式計(jì)算化學(xué)平衡常數(shù)K，該反應(yīng)的正反應(yīng)是放熱反應(yīng)，升高溫度平衡逆向移動(dòng)；

(2)A．反應(yīng)開(kāi)始時(shí)，反應(yīng)物濃度越大，反應(yīng)速率越大；B．該反應(yīng)前后氣體計(jì)量數(shù)之和不變，增大壓強(qiáng)，平衡不移動(dòng)，根據(jù)三段式，結(jié)合化學(xué)平衡常數(shù)K=計(jì)算判斷；C．該反應(yīng)前后氣體計(jì)量數(shù)之和不變，增大壓強(qiáng)，平衡不移動(dòng)；D．乙與甲相比較，相當(dāng)于在甲的基礎(chǔ)上通入H2O；據(jù)此分析判斷；

(3)①催化劑能同等程度的改變正逆反應(yīng)速率；②縮小體積使體系壓強(qiáng)增大，v(正)、v(逆)都增大，平衡正向移動(dòng)；③恒溫恒壓，再通入一定量的He，容器體積增大，相當(dāng)于壓強(qiáng)減小，據(jù)此分析解答。

(1) CO(g)+H2O(g)CO2(g)+H2(g)

開(kāi)始(mol/L) 2.0 3.0 00

反應(yīng)(mol/L) 1.2 1.2 1.2 1.2

平衡(mol/L) 0.8 1.8 1.2 1.2

化學(xué)平衡常數(shù)K===1，該反應(yīng)的正反應(yīng)是放熱反應(yīng)，升高溫度平衡逆向移動(dòng)，化學(xué)平衡常數(shù)減小，故答案為：1；變��；

(2)A．反應(yīng)開(kāi)始時(shí)，反應(yīng)物濃度越大，其反應(yīng)速率越大，丙中反應(yīng)物濃度最大、甲中反應(yīng)物濃度最小，則化學(xué)反應(yīng)速率丙中最快、甲中最慢，故A正確；

B．該反應(yīng)前后氣體計(jì)量數(shù)之和不變，增大壓強(qiáng)平衡不移動(dòng)，設(shè)甲中參加反應(yīng)的c(H2O)=xmol/L，

CO(g) + H2O(g)CO2(g)+H2(g)

開(kāi)始(mol/L) 0.010 0.010 0 0

反應(yīng)(mol/L) x x x x

平衡(mol/L) 0.010-x 0.010-x x x

化學(xué)平衡常數(shù)K==，x=0.0025，水的轉(zhuǎn)化率=×100%=25%，丙與甲相比，相當(dāng)于甲縮小體積變?yōu)樵瓉?lái)體積的一半，增大壓強(qiáng)，平衡不移動(dòng)，則甲丙中水的轉(zhuǎn)化率相等，均為25%，故B正確；

C．丙與甲相比，相當(dāng)于甲縮小體積變?yōu)樵瓉?lái)體積的一半，增大壓強(qiáng)，平衡不移動(dòng)，平衡時(shí)，丙中c(CO2)是甲中的2倍，為0.0025mol/L×2=0.005mol/L，故C錯(cuò)誤；

D．乙與甲相比較，相當(dāng)于在甲的基礎(chǔ)上通入H2O，則水的轉(zhuǎn)化率下降，平衡時(shí)，乙中的水的轉(zhuǎn)化率小于25%，故D錯(cuò)誤；

故答案為：CD；

(3)①催化劑能同等程度的改變正、逆反應(yīng)速率，加催化劑，則v(正)、v(逆)都發(fā)生變化，且變化的倍數(shù)相等，故答案為：相等；

②縮小體積使體系壓強(qiáng)增大，單位體積內(nèi)活化分子個(gè)數(shù)增大，v(正)、v(逆) 都增大，但平衡正向移動(dòng)，v(正)變化的倍數(shù)大于v(逆)變化的倍數(shù)，故答案為：增大；增大；大于；

③恒溫恒壓，再通入一定量的He，容器的體積增大，相當(dāng)于反應(yīng)體系的壓強(qiáng)減小，平衡逆向移動(dòng)，達(dá)到新平衡時(shí)，N2的轉(zhuǎn)化率減小，c(H2)將減小，故答案為：減��；減小。