Question

在一体积为10L的容器中，通入一定量的CO和H₂O，在850℃时发生如下反应：CO(g)＋H₂O(g)CO₂(g)＋H₂(g) ΔH＜0。CO和H₂O的浓度变化如图所示。

请解答下列各题：

（1）0～4min内的平均反应速率v(CO)＝___mol/(L·min)，v(H₂)＝___mol/(L·min)，v(CO₂)＝___mol/(L·min)。

（2）请你在图中标出CO₂和H₂的浓度变化。___

（3）T℃(高于850℃)时，在相同容器中发生上述反应，容器内各物质的浓度变化如表。

时间(min)	0	2	3	4	5	6
CO	0.200	0.138	c1	c1	0.116	0.096
H2O	0.300	0.238	c2	c2	0.216	0.266
CO2	0	0.062	c3	c3	0.084	0.104
H2	0	0.062	c4	c4

①表中3min～4min之间，反应处于___状态；c₁___0.08mol/L(填“大于”、“小于”或“等于”)。

②反应在4min～5min之间，平衡向逆反应方向移动，可能的原因是___(单选)，表中5min～6min之间数值发生变化，可能的原因是___(单选)。

a．增加水蒸气    b．降低温度    c．使用催化剂    d．增加氢气浓度

Answer

0.03 0.03 0.03 平衡 大于 d a

【解析】

(1)根据化学反应速率v=和反应物、生成物的速率之比等于化学计量数之比分析即可；

(2)CO2和H2均为生成物，其两者的浓度变化相同，反应未开始时，CO2和H2的浓度均为0，随着反应的进行，浓度不断增大，反应进行到4min时达到平衡状态，结合平衡状态计算CO2和H2的平衡浓度，即可画出CO2和H2的浓度变化；

(3)①表中3min～4min之间各物质的浓度不变，达到平衡状态，该反应为放热反应，升高温度逆向移动，c(CO)＞0.08mol/L；

②根据4min～5min之间、5min～6min之间，各物质的浓度变化判断改变的条件。

(1)υ(CO)===0.03mol/(L•min)，根据反应物和生成物的速率之比等于化学计量数之比可知v(H2)＝0.03mol/(L·min)，v(CO2)＝0.03mol/(L·min)；

(2)CO2和H2均为生成物，其两者的浓度变化相同，反应未开始时，CO2和H2的浓度均为0，随着反应的进行，浓度不断增大，反应进行到4min时达到平衡状态，此时CO和H2O的变化浓度均为0.12mol/L，则CO2和H2的平衡浓度也均为0.12mol/L，CO2和H2的浓度变化图为；

(3)①表中3min～4min之间各物质的浓度不变，达到平衡状态，该反应为放热反应，升高温度逆向移动，c(CO)＞0.08mol/L；

②c1＞0.08mol/L，则c3＜0.12mol/L，c2＞0.18mol/L，4min～5min之间，平衡向逆方向移动，二氧化碳的浓度降低，一氧化碳和水蒸气的浓度都增大，所以改变的条件是增大氢气的浓度，故答案为d；5min～6min之间，一氧化碳浓度减小，水蒸气和二氧化碳浓度增大，平衡向正反应方向移动，则改变的条件是增大水蒸气的浓度，故答案为a。