Question

20．在一固定容積的密閉容器中，進行如下反應(yīng)：CO+H₂O（g）?CO₂+H₂．其化學(xué)平衡常數(shù)K與溫度T的關(guān)系如表：

T（℃）	700	800	850	1000	1200
K	1.7	1.1	1.0	0.6	0.4

回答下列問題：
（1）該反應(yīng)的正反應(yīng)為放（填“吸”或“放”）熱反應(yīng)．
（2）判斷該反應(yīng)到達平衡的依據(jù)是BCF（填字母代號）
A．容器內(nèi)壓強不變                    B．混合氣體中[CO]不變
C．V_正（H₂）=V_逆（H₂O）         D．[CO]=[CO₂]
E．K值不變                                F．[CO]/[H₂O]不變
（3）若容器的體積固定為10L，在容器中通入一定量的CO和H₂O（g），并在T₁℃時發(fā)生反應(yīng)．
①CO和H₂O的濃度變化如圖所示，則在0-4min內(nèi)正反應(yīng)的平均反應(yīng)速率為v（CO）0.03mol•L^-1•min^-1．
②此反應(yīng)的溫度等于850℃（填“大于”，“小于”或“等于”）．
③圖中6-7min濃度發(fā)生變化的原因可能是BE
A．只充入H₂O（g）      B．只升高溫度
C．只使用催化劑           D．只充入惰性氣體
E．只充入CO₂
（4）850℃時，起始濃度[CO]=a mol/L，[H₂O]=b mol/L，平衡時[H₂]=c mol/L．則：
①a、b、c之間的關(guān)系是c²=（a-c）（b-c）或c=$\frac{ab}{a+b}$．
②當(dāng)a=b時，a=2c．

Answer 1

分析 （1）由圖可知，溫度越高，K越小，則升高溫度，平衡逆向移動；
（2）結(jié)合平衡的特征“等、定”及衍生的物理量判定；
（3）①由圖可知，H₂O的濃度減少0.3mol/L-0.18mol/L=0.12mol/L，結(jié)合v=$\frac{△c}{△t}$及速率之比等于化學(xué)計量數(shù)之比計算；
②CO+H₂O（g）?CO₂+H₂．
開始 0.2     0.3           0     0
轉(zhuǎn)化 0.12   0.12         0.12 0.12
平衡 0.08    0.18        0.12  0.12
結(jié)合平衡濃度計算K；
③圖中6-7min濃度為反應(yīng)物濃度均增大，則平衡逆向移動；
（4）850℃時，K=1.0，則
        CO+H₂O（g）?CO₂+H₂．
開始  a        b              0      0
轉(zhuǎn)化 c        c               c      c
平衡 a-c     b-c            c         c
則$\frac{c×c}{（a-c）（b-c）}$=1.0，以此來解答．

解答 解：（1）由圖可知，溫度越高，K越小，則升高溫度，平衡逆向移動，則正反應(yīng)為放熱反應(yīng)，△H＜0，故答案為：放；
（2）A．容器內(nèi)壓強始終不變，不能判定平衡，故不選；                    
B．混合氣體中[CO]不變，達到平衡狀態(tài)，故選；
C．V_正（H₂）=V_逆（H₂O），可知正逆反應(yīng)速率相同，為平衡狀態(tài)，故選；         
D．[CO]=[CO₂]與起始量、轉(zhuǎn)化率有關(guān)，不能判定平衡，故不選；
E．T不變，K值不變，不能判斷，故不選；                               
F．轉(zhuǎn)化的量相同，[CO]/[H₂O]不變，為平衡狀態(tài)，故選；
故答案為：BCF；
（3）①由圖可知，H₂O的濃度減少0.3mol/L-0.18mol/L=0.12mol/L，在0-4min內(nèi)正反應(yīng)的平均反應(yīng)速率為v（CO）=v（H₂O）=$\frac{△c}{△t}$=$\frac{0.12mol/L}{4min}$=0.03mol•L^-1•min^-1，故答案為：0.03mol•L^-1•min^-1；
②CO+H₂O（g）?CO₂+H₂．
開始 0.2     0.3           0     0
轉(zhuǎn)化 0.12   0.12         0.12 0.12
平衡 0.08    0.18        0.12  0.12
K=$\frac{0.12×0.12}{0.08×0.18}$=1.0，則此反應(yīng)的溫度等于850℃，
故答案為：等于；
③圖中6-7min濃度為反應(yīng)物濃度均增大，則平衡逆向移動，則B．只升高溫度、E．只充入CO₂符合，故答案為：BE；
（4）850℃時，K=1.0，則
        CO+H₂O（g）?CO₂+H₂．
開始  a        b              0      0
轉(zhuǎn)化 c        c               c      c
平衡 a-c     b-c            c         c
則$\frac{c×c}{（a-c）（b-c）}$=1.0，
①c²=（a-c）（b-c）或c=$\frac{ab}{a+b}$，故答案為：c²=（a-c）（b-c）或c=$\frac{ab}{a+b}$；
②當(dāng)a=b時，K=$\frac{c×c}{（a-c）（b-c）}$=1.0，解得a=2c，故答案為：2．

點評 本題考查化學(xué)平衡的計算，為高頻考點，把握化學(xué)平衡三段法、平衡移動為解答的關(guān)鍵，側(cè)重分析與計算能力的考查，注意K的計算，題目難度不大．