Question

9．在一體積為10L的容器中，通入一定量的CO和H₂O，在850℃時發(fā)生如下反應(yīng)：CO（g）+H₂O（g）?CO₂（g）+H₂ （g）△H＜0，CO和H₂O濃度變化如圖．
t℃時物質(zhì)濃度（mol•L^-1）的變化：

時間（min）	CO	H2O	CO2	H2
0	0.200	0.300	0	0
2	0.138	0.238	0.062	0.062
3	c1	c2	c3	c3
4	c1	c2	c3	c3
5	0.116	0.216	0.084
6	0.096	0.266	0.104

（1）0～4min的平均反應(yīng)速率v（CO）=0.03mol•L^-1•min^-1．
（2）850℃時，此反應(yīng)的平衡常數(shù)K=1，若保持溫度、體積不變，起始時CO和H₂O的濃度均為0.2mol•L^-1，則達平衡時CO的轉(zhuǎn)化率為50%．在850℃時，若上述反應(yīng)體系中各物質(zhì)濃度為C（CO）=0.07mol•L^-1C（H₂O）=0.17mol•L^-1C（ CO₂）=0.13mol•L^-1C（H₂）=0.13mol•L^-1，則此時該反應(yīng)向逆方向移動．
（3）t℃（高于850℃）時，在相同容器中發(fā)生上述反應(yīng)，容器內(nèi)各物質(zhì)的濃度變化如上表．
①表中3min～4min之間反應(yīng)處于平衡狀態(tài)； c ₁數(shù)值大于0.08mol•L^-1 （填大于、小于或等于）
②反應(yīng)在4min～5min間，平衡向逆方向移動，可能的原因是d （單選），表中5min～6min之間數(shù)值發(fā)生變化，可能的原因是a （單選）
a．增加水蒸氣     b．降低溫度     c．使用催化劑     d．增加氫氣濃度．

Answer 1

分析 （1）根據(jù)v=$\frac{△c}{△t}$計算；
（2）分別計算各物質(zhì)的平衡濃度，根據(jù)平衡常數(shù)表達式計算K；溫度不變，不變，設(shè)轉(zhuǎn)化COx，列三段式用x表示k，得x再計算轉(zhuǎn)化率；計算加入量的Qc，與k比較得反應(yīng)方向；
（3）根據(jù)濃度、壓強、溫度對平衡移動的影響分析．

解答 解：（1）由圖象可知，v（CO）=$\frac{0.2mol/L-0.08mol/L}{4min}$=0.03mol/（L•min）；
故答案為：0.03；
（2）根據(jù)三段式：
       CO（g）十H₂O（g）?CO₂（g）十H₂ （g）
起始：0.20mol/L  0.30mol/L         0         0
轉(zhuǎn)化：0.12mol/L  0.12mol/L        0.12mol/L  0.12mol/L
平衡：0.08mol/L  0.18mol/L        0.12mol/L  0.12mol/L
則K=$\frac{c（C{O}_{2}）•c（{H}_{2}）}{c（CO）•c（{H}_{2}O）}$=$\frac{0.12×0.12}{0.08×0.18}$=1；起始時CO和H₂O的濃度均為0.2mol•L^-1，設(shè)反應(yīng)CO濃度x，根據(jù)三段式：
              CO（g）十H₂O（g）?CO₂（g）十H₂ （g）
起始：0.20mol/L     0.2mol/L         0         0
轉(zhuǎn)化：x mol/L           x mol/L          x mol/L  x mol/L
平衡：（0.2-x）mol/L  （0.2-x）mol/L        x mol/L  x mol/L
溫度不變，k不變，則有$\frac{{x}^{2}}{（0.2-x）^{2}}$=1，解得x=0.1，故CO的轉(zhuǎn)化率為$\frac{0.1}{0.2}$×100%=50%；若上述反應(yīng)體系中各物質(zhì)濃度為C（CO）=0.07mol•L^-1C（H₂O）=0.17mol•L^-1C（ CO₂）=0.13mol•L^-1C（H₂）=0.13mol•L^-1，則Qc=$\frac{0.13×0.13}{0.07×0.17}$=1.4＞1，反應(yīng)向著逆反應(yīng)方向進行；
故答案為：1，50%，逆；
（3）①在高于850℃時發(fā)生反應(yīng)，化學反應(yīng)速率加快，一定在4min前達到化學平衡．另外從表中可看出反應(yīng)在3min和4min時的各物質(zhì)濃度相同，故3min-4min之間反應(yīng)應(yīng)處于平衡狀態(tài)．由于是放熱反應(yīng)，溫度升高，化學平衡向逆反應(yīng)方向移動，C₁數(shù)值應(yīng)大于0.08 mol/L．
故答案為：平衡；大于；
②反應(yīng)在4min-5min間，平衡向逆方向移動可能是升高溫度、增大生成物濃度、減少反應(yīng)物濃度等因素引起，故選d．表中5min-6min之間CO濃度減少，H₂O濃度增大，CO₂濃度增大，只有增加水蒸氣，使化學平衡向正反應(yīng)方向移動．故選a，
故答案為：d；a．

點評 本題綜合考查化學平衡常數(shù)、平衡的有關(guān)計算和判斷等問題，題目難度較大，將圖表信息和圖象信息相結(jié)合來分析是解答的關(guān)鍵，較好的考查學生的能力．