Question

【題目】CO用途廣泛，工業(yè)應(yīng)用時離不開平衡思想的指導(dǎo)：

Ⅰ.在某一容積為5L的體積不變的密閉容器內(nèi)，加入0.3 mol 的CO和0.3mol的H 2O，在催化劑存在和800℃的條件下加熱，發(fā)生如下反應(yīng)：CO（g）+H20（g）CO2（g）+H2（g） △H＞0，反應(yīng)中CO2的濃度隨時間變化情況如下圖：

（1）根據(jù)圖上數(shù)據(jù)，該溫度（800℃）下的平衡常數(shù)K=____________________________。

（2）在體積不變的條件下，改變下列條件能使平衡常數(shù)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?xì)怏w

（3）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(zhuǎn)化率______________（填“升高”、“降低”、“不變”）。

（4）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，則此時正、逆反應(yīng)速率的大小：υ正______________υ逆（填“>”、“<”或“=”）。

Ⅱ、還原法煉鉛，包含反應(yīng)PbO（s）+CO（g）Pb（s）+C02（g） △H，該反應(yīng)的平衡常數(shù)的對數(shù)值與溫度的關(guān)系如下表：

溫度/℃	300	727	1227
lgK	6.17	2.87	1.24

（5）該反應(yīng)的△H______________0（選填“>”、“〈”或“=”）。

（6）當(dāng)lgK=1，在恒容密閉容器中放入PbO并通入CO，達平衡時，混合氣體中CO的體積分?jǐn)?shù)為____（保留兩位有效數(shù)字）；若向容器中充入一定量的CO氣體后，平衡發(fā)生移動，再次達到平衡時，CO的百分含量______________（填“增大”、“減小”或“不變”）。

Answer 1

【答案】1 A 降低 ＜ ＜ 9.1% 不變

【解析】

（1）根據(jù)CO2的濃度變化求出CO的濃度變化，根據(jù)平衡常數(shù)指各生成物濃度的化學(xué)計量數(shù)次冪的乘積除以各反應(yīng)物濃度的化學(xué)計量數(shù)次冪的乘積所得的比值進行解答；

（2）平衡常數(shù)只隨溫度的變化而變化，根據(jù)溫度對平衡的影響分析；

（3）可逆反應(yīng)中增大一種反應(yīng)物的濃度，則另一種反應(yīng)物的轉(zhuǎn)化率會增大，而本身轉(zhuǎn)化率減小；

（4）根據(jù)濃度商Qc=c（CO2）c（H2）/[c（CO）c（H2O）]與平衡常數(shù)K的大小關(guān)系判斷。

（5）溫度越高K值越小，說明該反應(yīng)正反應(yīng)為放熱反應(yīng)，△H＜0；

（6）根據(jù)方程式進行計算；平衡正向移動，由于相當(dāng)于加壓，氣體的分子數(shù)不變，所以再次達到平衡時，CO的百分含量不變。

Ⅰ.（1）在某一容積為5L的密閉容器內(nèi)，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/mol·L-1： 0.06 0.06 0 0

轉(zhuǎn)化濃度/mol·L-1： 0.03 0.03 0.03 0.03

平衡濃度/mol·L-1： 0.03 0.03 0.03 0.03

反應(yīng)開始至達到平衡時，K=c（CO2）c（H2）/[c（CO）c（H2O）]=0.03×0.03/（0.03×0.03）=1；

故答案為：1。

（2）平衡常數(shù)只隨溫度的變化而變化，已知CO（g）+H2O（g）CO2（g）+H2（g）△H＞0，升高溫度，平衡正向移動，平衡常數(shù)K增大，所以A正確，

故答案為：A。

（3）可逆反應(yīng)中增大一種反應(yīng)物的濃度，則另一種反應(yīng)物的轉(zhuǎn)化率會增大，而本身轉(zhuǎn)化率減小，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(zhuǎn)化率升高，而水蒸氣的轉(zhuǎn)化率降低，

故答案為：降低。

（4）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，根據(jù)Qc=c（CO2）c（H2）/[c（CO）c（H2O）]=0.132/0.092=2.1＞K=1，則反應(yīng)逆向移動，所以υ正＜υ逆，

故答案為：＜。

Ⅱ.（5）lgK越大，K越大，溫度越高K值越小，說明該反應(yīng)正反應(yīng)為放熱反應(yīng)，△H＜0，

故答案為：＜。

（6）當(dāng)lgK=1時，K=10，在PbO（s）+CO（g）Pb（s）+CO2（g）反應(yīng)中，設(shè)起始CO：amol/L，達平衡時轉(zhuǎn)化量為xmol/L，平衡時CO為（a-x）mol/L，CO2的濃度為xmol/L，則K=10=x/（a-x），即x=10a/11，達平衡時，混合氣體中CO的體積分?jǐn)?shù)為（a-x）/a×100%=9.1%，若向容器中充入一定量的CO氣體后，平衡正向移動，由于相當(dāng)于加壓，氣體的分子數(shù)不變，所以再次達到平衡時，CO的百分含量不變，

故答案為：9.1%，不變。