Question

在某一容积为5 L的密闭容器内，加入0.2 mol的CO和0.2 mol的H₂O，在催化剂存在的条件下高温加热，发生如下反应：CO(g)+H₂O(g)CO₂(g)+H₂(g)，反应中CO₂的浓度随时间变化情况如图：

(1)根据图中数据，反应开始至达到平衡时，CO的化学反应速率为_______，反应达平衡时，c(H₂)=______。

(2)判断该反应达到平衡的依据是______(填序号)。

①CO减少的速率和CO₂减少的速率相等

②CO、H₂O、CO₂、H₂的浓度都相等

③CO、H₂O、CO₂、H₂的浓度都不再发生变化

Answer

0.003 mol·L−1·min−1 0.03 mol·L−1 ①③

【解析】

(1)由图可知，10min到达平衡，平衡时△c(CO2)=0.03mol/L，根据v=计算v(CO)；根据方程式判断△c(H2)与△c(CO2)关系；

(2)可逆反应达到平衡状态时，正逆反应速率相等，反应体系中各物质的物质的量、物质的量浓度、百分含量不变，据此分析判断。

(1)由图可知，10min到达平衡，平衡时△c(CO2)=0.03mol/L，则v(CO)==0.003mol/(L·min)；由方程式可知△c(CO)=△c(H2)=△c(CO2)=0.03mol/L，即平衡时c(H2)=0.03mol/L，故答案为0.003mol/(L·min)；0.03mol/L；

(2)①CO减少的化学反应速率和CO2减少的化学反应速率相等，反应方向为相反，且正逆反应速率相等，表示达到平衡状态，故①正确；

②平衡时CO、H2O、CO2、H2的浓度不一定相等，平衡时CO、H2O、CO2、H2的浓度与充入的气体的量和反应的转化率有关，故②错误；

③CO、H2O、CO2、H2的浓度都不再发生变化，说明达到了化学平衡状态，故③正确；

故选①③。