Question

16．700℃時，向容積為2L的密閉容器中充入一定量的CO和H₂O，發(fā)生反應(yīng)：
CO（g）+H₂O（g）?CO₂（g）+H₂（g）反應(yīng)過程中測定的部分數(shù)據(jù)見下表（表中t₂＞t₁）：

反應(yīng)時間/min	n（CO）/mol	n （H2O）/mol
0	1.20	0.60
t1		0.20
t2	0.80

依據(jù)題意回答下列問題：
（1）反應(yīng)在t₁min內(nèi)的平均速率為v（H₂）=$\frac{0.20}{{t}_{1}}$mol•L^-1•min^-1
（2）保持其他條件不變，起始時向容器中充入0.60molCO和1.20molH₂O，到達平衡時，n（CO₂）=0.4mol．
（3）溫度升至800℃，上述反應(yīng)平衡常數(shù)為0.64，則正反應(yīng)為放熱反應(yīng)（填“放熱”或“吸熱”）．
（4）700℃時，向容積為2L的密閉容器中充入CO（g）、H₂O（g）、CO₂（g）、H₂（g）的物質(zhì)的量分別為1.20mol、2.00mol、1.20mol、1.20mol，則此時該反應(yīng)v（正）＞v（逆）（填“＞”、“＜”或“=”）．
（5）該反應(yīng)在t₁時刻達到平衡、在t₂時刻因改變某個條件濃度發(fā)生變化的情況：圖中t₂時刻發(fā)生改變的條件是降低溫度、增加水蒸汽的量或減少氫氣的量（寫出兩種）．
（6）若該容器絕熱體積不變，不能判斷反應(yīng)達到平衡的是②③．
①體系的壓強不再發(fā)生變化
②混合氣體的密度不變
③混合氣體的平均相對分子質(zhì)量不變④各組分的物質(zhì)的量濃度不再改變
⑤體系的溫度不再發(fā)生變化⑥v（CO₂）_正=v（H₂O）_逆．

Answer 1

分析 （1）根據(jù)v=$\frac{△c}{t}$計算反應(yīng)速率；
（2）根據(jù)反應(yīng)時轉(zhuǎn)化的物質(zhì)的量計算n（CO₂）；
（3）根據(jù)溫度變化對平衡常數(shù)的影響判斷反應(yīng)熱；
（4）據(jù)K和Qc的大小比較判斷；
（5）據(jù)圖可知，CO濃度繼續(xù)減小和二氧化碳的濃度繼續(xù)增大，在t₂時刻平衡正向移動，可能是增加水蒸汽的量或減少氫氣的量或降溫；
（6）不傳熱的固定容積的容器中，反應(yīng)達到平衡的標志是正逆反應(yīng)速率相同，各成分含量保持不變分析判斷選項．

解答 解：（1）化學反應(yīng)中，反應(yīng)速率之比等于化學計量數(shù)之比，v（H₂）=v（CO）=$\frac{\frac{1.2mol-0.80mol}{2L}}{tmin}$=$\frac{0.20}{{t}_{1}}$mol/（L•min）；故答案為：$\frac{0.20}{{t}_{1}}$；
（2）由以上數(shù)據(jù)可知，t₂時n（H₂O）=0.2mol，轉(zhuǎn)化H₂O的物質(zhì)的量為0.4mol，轉(zhuǎn)化的H₂也為0.4mol，t₂時n（H₂）=0.4mol，與t₁時相同，說明t₁時達到達到平衡狀態(tài)，根據(jù)化學方程式可知，則生成的n（CO₂）=0.4mol，故答案為：0.4；
（3）根據(jù)反應(yīng)方程式計算，
      CO（g）+H₂O（g）?CO₂（g）+H₂（g）
起始：1.2mol  0.6mol           0         0  
轉(zhuǎn)化：0.4mol  0.4mol           0.4mol    0.4mol2
平衡：0.8mol  0.2mol           0.4mol    0.4mol 
t₁時達到達到平衡狀態(tài)，平衡常數(shù)=$\frac{[C{O}_{2}]•[{H}_{2}]}{[CO]•[{H}_{2}O]}$=$\frac{\frac{0.4}{2}×\frac{0.4}{2}}{\frac{0.8}{2}×\frac{0.2}{2}}$=1：溫度升至T₂℃，上述反應(yīng)的平衡常數(shù)為0.64，說明升高溫度平衡向逆反應(yīng)方向移動，則正反應(yīng)放熱，即△H＜0，
故答案為：放熱；
（4）Qc=$\frac{\frac{1.20}{2}×\frac{1.20}{2}}{\frac{1.20}{2}×\frac{2.00}{2}}$=0.6＜1，平衡正向移動，v（正）＞v（逆），故答案為：＞；
（5）據(jù)圖可知，CO濃度繼續(xù)減小和二氧化碳的濃度繼續(xù)增大，在t₂時刻平衡正向移動，可能是增加水蒸汽的量或減少氫氣的量，正反應(yīng)放熱，降溫平衡正向移動，
故答案為：降低溫度，或增加水蒸汽的量   或減少氫氣的量；
在一個絕熱等容的容器中，判斷此流程的第Ⅱ步反應(yīng)CO（g）+H₂O（g）?H₂（g）+CO₂（g），達到平衡的標志是正逆反應(yīng)速率相同；各組分含量保持不變；
①雖然反應(yīng)前后氣體體積不變，但由于絕熱等容容器中反應(yīng)過程中有溫度變化，所以壓強也在變化，體系的壓強不再發(fā)生變化能判斷反應(yīng)達到平衡，故①符合；
②反應(yīng)中混合氣體質(zhì)量守恒，體積不變，密度不變，混合氣體的密度不變不能說明反應(yīng)達到平衡，故②不符合；
③反應(yīng)前后氣體質(zhì)量守恒，反應(yīng)前后氣體體積不變，物質(zhì)的量不變，混合氣體的平均相對分子質(zhì)量不變，不能說明反應(yīng)達到平衡，故③不符合；
④各組分的物質(zhì)的量濃度不再改變是平衡的標志，故④符合；
⑤體系的溫度不再發(fā)生變化絕熱容器溫度不變，說明反應(yīng)達到平衡，故⑤符合；
⑥反應(yīng)速率之比等于化學方程式計量數(shù)之比，v（CO₂）_正=v（H₂O）_逆，說明水蒸氣的正逆反應(yīng)速率相同，故⑥符合；
故答案為：②③．

點評 本題考查了化學平衡移動原理，明確化學平衡常數(shù)的含義結(jié)合化學平衡常數(shù)公式進行有關(guān)計算，靈活運用三段式法進行解答，會分析圖象中曲線變化特點，題目難度中等．