Question

在容積為1L的密閉容器內，加入0.1molCO和0.1molH₂O，在催化劑存在的條件下高溫加熱使其反應．測得CO₂的濃度隨時間變化的圖象如圖：
（1）在該溫度下，從反應開始至達到平衡時，CO的平均反應速率為

 

；
（2）該溫度下，此反應的化學平衡常數(shù)為（可以用分數(shù)表示）

 

；
（3）下列改變中，能使平衡向正反應方向移動的是

 

．
A．升高溫度                 B．增大壓強
C．增大H₂O（g）的濃度       D．減少CO₂（g）的濃度
（4）保持溫度不變，若起始時c（CO）=1mol?L^-1，c（H₂O）=2mol?L^-1，反應進行一段時間后，測得H₂的濃度為0.4mol?L^-1．通過計算，判斷此時該反應進行的方向并說明理由

 

．

Answer 1

考點：物質的量或濃度隨時間的變化曲線,化學平衡的影響因素

專題：化學平衡專題

分析：（1）從反應到達到平衡狀態(tài)，v（CO₂）=

△C

△t

=

(0.03-0)mol/L

10min

=0.003mol/（L．min），同一可逆反應、同一時間段內，各物質的反應速率之比等于其計量數(shù)之比，據(jù)此計算CO的平均反應速率；
（2）該反應方程式為CO（g）+H₂O（g）?CO₂（g）+H₂（g），該溫度下達到平衡狀態(tài)時，C（CO₂）=0.03mol/L，二氧化碳和氫氣的計量數(shù)相等，所以達到平衡時其濃度相等，C（CO₂）=C（H₂）=0.03mol/L，C（CO）=C（H₂O）=

0.1mol-0.03mol/L×1L

1L

=0.07mol/L，化學平衡常數(shù)K=

C(CO2)．C(H2)

C(CO)．C(H2O)

；
（3）該反應為反應前后氣體計量數(shù)之和不變、放熱的可逆反應，只有改變溫度或濃度才能引起平衡移動；
（4）如果濃度商大于化學平衡常數(shù)，則平衡向逆反應方向移動，如果濃度商小于平衡常數(shù)，則平衡向正反應方向移動，據(jù)此判斷．

解答： 解：（1）從反應到達到平衡狀態(tài)，v（CO₂）=

△C

△t

=

(0.03-0)mol/L

10min

=0.003mol/（L．min），同一可逆反應、同一時間段內，各物質的反應速率之比等于其計量數(shù)之比，v（CO）=v（CO₂）=0.003mol?L^-1?min^-1，故答案為：0.003mol?L^-1?min^-1；
（2）該反應方程式為CO（g）+H₂O（g）?CO₂（g）+H₂（g），該溫度下達到平衡狀態(tài)時，C（CO₂）=0.03mol/L，二氧化碳和氫氣的計量數(shù)相等，所以達到平衡時其濃度相等，C（CO₂）=C（H₂）=0.03mol/L，C（CO）=C（H₂O）=

0.1mol-0.03mol/L×1L

1L

=0.07mol/L，化學平衡常數(shù)K=

C(CO2)．C(H2)

C(CO)．C(H2O)

=

0.03×0.03

0.07×0.07

=

9

49

，故答案為：

9

49

；
（3）A．該反應是放熱反應，升高溫度平衡向逆反應方向移動，故錯誤；                 
B．該反應前后氣體計量數(shù)之和不變，所以壓強不影響平衡移動，故錯誤；
C．增大H₂O（g）的濃度，平衡向正反應方向移動，故正確；       
D．減少CO₂（g）的濃度，平衡向正反應方向移動，故正確；
故選CD；
（4）若起始時c（CO）=1mol?L^-1，c（H₂O）=2mol?L^-1，反應進行一段時間后，測得H₂的濃度為0.4mol?L^-1，C（CO₂）=C（H₂）=0.4mol/L，c（CO）=1mol?L^-1-0.4mol/L=0.6mol/L，c（H₂O）=2mol?L^-1-0.4mol/L=1.6mol/L，濃度商=

0.4×0.4

.6×1.6

=

1

6

＜

9

49

＜K，所以平衡向正反應方向移動，故答案為：
正方向，濃度商=

0.4×0.4

.6×1.6

=

1

6

＜

9

49

＜K，所以該反應向正反應方向進行．

點評：本題考查化學平衡有關計算，同時考查學生分析問題及計算能力，知道反應特點及平衡移動影響因素的關系即可解答，題目難度不大．