Question

工业上制备H₂的一种重要方法是:CO(g)+H₂O(g)CO₂(g)+H₂(g) △H=Q kJ/mol．已知该反应的平衡常数K与温度T的关系如图所示．若在一固定的密闭容器中，850℃时发生上述反应，测得容器内各物质的浓度 （mol/L）随时间的变化关系如下表：

时间/min	CO（g）	H2O（g）	CO2（g）	H2（g）
0	0.200	0.300	0	0
2	0.138	0.238	0.062	0.062
3	c1	c2	c3	c4
4	c1	c2	c3	c4

已知：850℃时该反应的化学平衡常数K=1.0，请回答下列问题：

（1）Q            0（填“＞”、“=”或“＜”）．

（2）可以判断该反应达到化学平衡状态的叙述是        （填字母）．

A．单位时间内减少 CO(g) 的浓度等于生成 CO₂ (g) 的浓度

B．反应容器内的压强不发生变化

C．混合气体中 H₂(g) 的浓度不再发生改变

D．氢气的生成速率等于水的生成速率

（3）若在850℃时向反应容器中充入H₂O(g)，K 值__________（填“增大”、“减小”或“不变”）．

（4）上表中 c₂为__________mol/L

（5）若 620℃时，该反应的化学平衡常数K=4.0,向容器中充入1mol CO₂、1mol H₂反应达到平衡后，CO₂的转化率是           。

Answer

（1）＜；（2）CD；（3）不变；（4）0.18；（5）1/3．

【解析】

试题分析：（1）温度越高，K值减小，说明升温平衡向逆反应方向移动，则正反应为放热反应，Q＜0。

（2）A．单位时间内减少 CO(g) 的浓度等于生成 CO2 (g) 的浓度，即v正（CO）=v正（CO2），不能说明正逆反应速率相等，不能说明反应达到了平衡状态，A项错误；B.因为该反应为反应前后气体体积不变的反应，所以容器中压强不变不能作为平衡状态的判据，B项错误；C.混合气体中 H2(g) 的浓度不再发生改变，说明反应达到平衡状态，C项正确；D. 氢气的生成速率等于水的生成速率,v正（H2）=v逆（H2O），表明正逆反应速率相等，达到了平衡状态，D项正确；答案选CD。

（3）化学平衡常数K随温度的变化而变化，所以若在850℃时向反应容器中充入H2O(g)，温度不变，K 值不变。

（4）设反应掉CO的浓度为x，根据三段式解答

CO(g)+H2O(g)CO2(g)+H2(g)，

起始浓度（mol/L） 0.2 0.3

变化浓度（mol/L） x x x x

平衡浓度（mol/L）0.2-x 0.3-x x x

（x × x）÷[（0.2-x）×(0.3-x)]=1，解得x=0.12mol/L，则c2为0.2-0.12=0.18 mol/L。

（5）设容器的体积为1L，设反应掉的CO2为x mol，根据三段式解答

CO(g)+H2O(g)CO2(g)+H2(g)

起始物质的量（mol） 0 0 1 1

变化物质的量（mol） x x x x

平衡物质的量（mol） x x 1-x 1-x

[(1-x)×(1-x)]÷（x×x)=4，解得x=1/3，则CO2的转化率是1/3。

考点：考查影响化学平衡常数的因素，化学平衡状态的判断，化学平衡的计算等知识。