Question

18．在 700℃時(shí)，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(guò)程中測(cè)定的部分?jǐn)?shù)據(jù)見(jiàn)表（表中 t₂＞t₁）．

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

下列說(shuō)法中正確的是（　　）

• A． 反應(yīng)在 t₁min 內(nèi)的平均反應(yīng)速率為υ（CO₂）=0.40/t₁mol/（L•min）
• B． 到 t₁min 時(shí)，反應(yīng)未達(dá)到平衡狀態(tài)
• C． 溫度升至 800℃時(shí)，上述反應(yīng)的平衡常數(shù)為 0.64，則正反應(yīng)為放熱反應(yīng)
• D． 保持 700℃不變，向平衡體系中再通入 0.60 mol CO 和 0.30 mol H₂O，達(dá)到新的平衡，與原平衡相比，CO的轉(zhuǎn)化率增大，H₂的體積分?jǐn)?shù)增大

Answer 1

分析 由表格中數(shù)據(jù)可知，
             CO（g）+H₂O（g）?CO₂（g）+H₂（g）
開(kāi)始       1.2         0.6             0             0
t₁時(shí)轉(zhuǎn)化   0.4        0.4              0.4        0.4
t₂時(shí)         0.8         0.2            0.4          0.4
A．結(jié)合v=$\frac{△c}{△t}$計(jì)算；
B．t₁min與t₂min時(shí)CO的物質(zhì)的量相同；
C．K=$\frac{0.2×0.2}{0.4×0.1}$=1，溫度升至 800℃時(shí)，上述反應(yīng)的平衡常數(shù)為 0.64，可知升高溫度，平衡逆向移動(dòng)；
D．保持 700℃不變，向平衡體系中再通入 0.60 mol CO 和 0.30 mol H₂O，Qc=$\frac{0.2×0.2}{0.7×0.25}$=0.23＜K，平衡正向移動(dòng)，設(shè)轉(zhuǎn)化的CO為x，則
         CO（g）+H₂O（g）?CO₂（g）+H₂（g）
開(kāi)始  1.4              0.5           0.4          0.4
轉(zhuǎn)化   x                 x              x               x
平衡  1.4-x           0.5-x      0.4+x          0.4+x
K不變，可知（1.4-x）（0.5-x）=（0.4+x）（0.4+x），解得x=0.2mol，以此來(lái)解答．

解答 解：由表格中數(shù)據(jù)可知，
             CO（g）+H₂O（g）?CO₂（g）+H₂（g）
開(kāi)始       1.2         0.6             0             0
t₁時(shí)轉(zhuǎn)化   0.4        0.4              0.4        0.4
t₂時(shí)         0.8         0.2            0.4          0.4
A．反應(yīng)在 t₁min 內(nèi)的平均反應(yīng)速率為υ（CO₂）=$\frac{\frac{0.4mol}{2L}}{{t}_{1}min}$=$\frac{0.2}{{t}_{1}}$mol/（L•min），故A錯(cuò)誤；
B．t₁min與t₂min時(shí)CO的物質(zhì)的量相同，則到 t₁min 時(shí)，反應(yīng)達(dá)到平衡狀態(tài)，故B錯(cuò)誤；
C．K=$\frac{0.2×0.2}{0.4×0.1}$=1，溫度升至 800℃時(shí)，上述反應(yīng)的平衡常數(shù)為 0.64，可知升高溫度，平衡逆向移動(dòng)，則正反應(yīng)為放熱反應(yīng)，故C正確；
D．保持 700℃不變，向平衡體系中再通入 0.60 mol CO 和 0.30 mol H₂O，Qc=$\frac{0.2×0.2}{0.7×0.25}$=0.23＜K，平衡正向移動(dòng)，設(shè)轉(zhuǎn)化的CO為x，則
         CO（g）+H₂O（g）?CO₂（g）+H₂（g）
開(kāi)始  1.4              0.5           0.4          0.4
轉(zhuǎn)化   x                 x              x               x
平衡  1.4-x           0.5-x      0.4+x          0.4+x
K不變，可知（1.4-x）（0.5-x）=（0.4+x）（0.4+x），解得x=0.2mol，
原平衡CO的轉(zhuǎn)化率為$\frac{0.4}{1.2}$×100%=33.3%，總過(guò)程中CO的轉(zhuǎn)化率為$\frac{0.4+0.2}{1.2+0.6}$×100%=33.3%，轉(zhuǎn)化率不變，
原平衡時(shí)氫氣的體積分?jǐn)?shù)為$\frac{0.4}{0.8+0.2+0.4+0.4}$×100%=22.2%，后平衡時(shí)氫氣的體積分?jǐn)?shù)為$\frac{0.6}{1.2+0.3+0.6+0.6}$×100%=22.2%，即轉(zhuǎn)化率、體積分?jǐn)?shù)均不變，故D錯(cuò)誤；
故選C．

點(diǎn)評(píng) 本題考查化學(xué)平衡的計(jì)算，為高頻考點(diǎn)，把握表格中數(shù)據(jù)應(yīng)用、化學(xué)平衡三段法、速率及K的計(jì)算為解答的關(guān)鍵，側(cè)重分析與計(jì)算能力的考查，注意選項(xiàng)D為解答的難點(diǎn)，選項(xiàng)D也可利用等效平衡法處理，題目難度不大．