Question

在一定容積的密閉容器中，進(jìn)行如下化學(xué)反應(yīng)：CO+H₂O（g）?CO ₂+H₂．其化學(xué)平衡常數(shù)K與溫度T的關(guān)系如下表：

T（℃）	700	800	830	1000	1200
K	0.6	0.9	1.0	1.7	2.6

回答下列問(wèn)題：
（1）該反應(yīng)的逆反應(yīng)為

 

（填吸或放）熱反應(yīng)．
（2）判斷該反應(yīng)到達(dá)平衡的依據(jù)是

 

（填字母代號(hào)）
A、容器內(nèi)壓強(qiáng)不變          B、混合氣體中c（CO）不變
C、v _正（H₂）=v_逆（H₂O）   D、c（CO）═c（CO₂）
E、K值不變                F、c（CO）/c（H₂O）不變
（3）在一體積為10L的容器中，通入一定量的CO和H₂O，在T₁℃時(shí)發(fā)生反應(yīng)．
①CO和H₂O的濃度變化如圖所示，則在0～4min時(shí)正反應(yīng)的平均反應(yīng)速率為v（CO）=

 

．

②此反應(yīng)的溫度

 

（填大于、小于或等于）830℃．
③圖中6min～7min之間濃度發(fā)生變化的原因可能是：

 

．
A、只充入水蒸氣   B、只降低溫度  C、只使用催化劑  D、只充入惰性氣體 E、增大壓強(qiáng)   F、只充入CO₂
（4）830℃時(shí)，起始濃度c（CO）=a mol/L，c（H₂O）=b mol/L，平衡時(shí)c（H₂）=c mol/L．
則：①a、b、c 之間的關(guān)系是

 

．②當(dāng)a=b時(shí)，a=

 

c．

Answer 1

考點(diǎn)：化學(xué)平衡狀態(tài)的判斷,物質(zhì)的量或濃度隨時(shí)間的變化曲線

專(zhuān)題：化學(xué)平衡專(zhuān)題

分析：（1）分析圖表平衡常數(shù)隨溫度變化，結(jié)合化學(xué)平衡移動(dòng)原理分析判斷反應(yīng)的能量變化；
（2）化學(xué)反應(yīng)達(dá)到平衡的標(biāo)志實(shí)質(zhì)是正逆反應(yīng)速率相同，各組分含量保持不變分析個(gè)選項(xiàng)減小判斷；
（3）①依據(jù)化學(xué)反應(yīng)速率概念是單位時(shí)間內(nèi)物質(zhì)濃度的變化計(jì)算得到；
②反應(yīng)的溫度利用計(jì)算平衡常數(shù)進(jìn)行分析判斷．依據(jù)化學(xué)平衡三段式列式得到平衡濃度，結(jié)合平衡常數(shù)計(jì)算；
③圖中6min～7min之間濃度發(fā)生變化水蒸氣和一氧化碳濃度增大，說(shuō)明平衡逆向進(jìn)行，依據(jù)平衡移動(dòng)原理分析選項(xiàng)；
（4）①依據(jù)化學(xué)平衡三段式列式，計(jì)算平衡濃度結(jié)合平衡常數(shù)計(jì)算得到；
②a=b代入關(guān)系式進(jìn)行計(jì)算．

解答： 解：（1）圖表數(shù)據(jù)分析，隨溫度升高，平衡常數(shù)增大，正反應(yīng)為吸熱反應(yīng)，逆反應(yīng)為放熱反應(yīng)，故答案為：放；
（2）CO+H₂O（g）?CO ₂+H₂，反應(yīng)是氣體體積不變的吸熱反應(yīng)；
A、密閉容器中質(zhì)量守恒，氣體體積不變，物質(zhì)的量不變，則反應(yīng)過(guò)程中和達(dá)到平衡狀態(tài)壓強(qiáng)不變，容器內(nèi)壓強(qiáng)不變能說(shuō)明反應(yīng)達(dá)到平衡，故A錯(cuò)誤；
B、混合氣體中c（CO）不變說(shuō)明反應(yīng)達(dá)到平衡，故B正確；
C、反應(yīng)速率之比等于化學(xué)方程式中的系數(shù)之比，表示的是正反應(yīng)速率之比，v _正（H₂）=v_逆（H₂O），說(shuō)明水的正反應(yīng)速率等于逆反應(yīng)速率，說(shuō)明反應(yīng)達(dá)到平衡，故C正確；
D、反應(yīng)和起始量和轉(zhuǎn)化率有關(guān)，c（CO）═c（CO₂），濃度相同不能說(shuō)明反應(yīng)達(dá)到平衡，故D錯(cuò)誤；
E、平衡常數(shù)隨溫度變化，不隨濃度壓強(qiáng)變化，K值不變，可以可以發(fā)生平衡移動(dòng)，不能說(shuō)明反應(yīng)達(dá)到平衡，故E錯(cuò)誤；
F、c（CO）/c（H₂O）不變和起始量，消耗量有關(guān)，反應(yīng)過(guò)程中也可以不變，不能說(shuō)明反應(yīng)達(dá)到平衡，故F錯(cuò)誤；
故答案為：B、C；
（3）①圖象分析可知0-4min內(nèi)，CO消耗濃度=0.20mol/L-0.08mol/L=0.12mol/L，反應(yīng)速率=

0.12mol/L

4min

=0.03mol/L?min，故答案為：0.03 mol/L?min；
②CO+H₂O（g）?CO₂+H₂
起始量（mol/L）  0.20   0.30     0    0
變化量（mol/L）  0.12   0.12   0.12  0.12
平衡量（mol/L）   0.08  0.18   0.12   0.12
平衡常數(shù)K=

0.12×0.12

0.08×0.18

=1，依據(jù)圖表可知平衡常數(shù)K=1為830℃，
故答案為：等于；
③圖中6min～7min之間濃度發(fā)生變化是水蒸氣和一氧化碳濃度增；
A、只充入水蒸氣，一氧化碳濃度會(huì)減小，故A不符合；
B、反應(yīng)是吸熱反應(yīng)，降溫平衡逆向進(jìn)行；水蒸氣和二氧化碳濃度增大，故B符合；
 C、只使用催化劑不改變化學(xué)平衡，物質(zhì)濃度不變，故C不符合；
D、只充入惰性氣體，恒溫恒容容器，總壓增大，分壓不變，平衡不動(dòng)，物質(zhì)濃度不變，故D不符合；
E、反應(yīng)是氣體體積不變的反應(yīng)，增大壓強(qiáng)平衡不變，濃度不變，故F不符合；
F、平衡體系中只充入二氧化碳?xì)怏w，平衡逆向進(jìn)行，水蒸氣和一氧化碳濃度增大，故F符合；
故答案為：BF；
（4）830℃時(shí)，起始濃度c（CO）=a mol/L，c（H₂O）=b mol/L，平衡時(shí)c（H₂）=c mol/L．
                CO+H₂O（g）?CO ₂+H₂
起始量（mol/L） a    b        0   0
變化量（mol/L） c     c       c    c
平衡量（mol/L） a-c  b-c      c      c
①依據(jù)平衡濃度和平衡常數(shù)計(jì)算得到

c2

(a-c)×(b-c)

=1，得到c²=（a-c）（b-c），
故答案為：c²=（a-c）（b-c）；
②當(dāng)a=b，代入c²=（a-c）（b-c），
得到a=2c，
故答案為：2．

點(diǎn)評(píng)：本題考查了化學(xué)平衡的計(jì)算應(yīng)用，平衡標(biāo)志、影響平衡因素的分析判斷，平衡常數(shù)計(jì)算和分析理解是解題關(guān)鍵，題目難度中等．