Question

将不同量的H₂O(气) 和CO 气体分别通入到一体积为l L的恒容密闭容器中进行反应：H₂O (g) + CO( g) CO₂ (g) +H₂(g)；得到以下三组数据，据此回答下列问题：

实验组	温度	起始量	平衡量	达到平衡所需时间
H2O	CO	H2	CO
1	650℃	1 mol	2 mol	0.8 mol	1.2 mol	5 min
2	900℃	0.5 mol	1 mol	0.2 mol	0.8 mol	3 min
3	900℃	a	b	c	d	t

（1）①由以上数据，实验1中以v( CO₂) 表示的反应速率为__________。

②该反应在650℃时平衡常数数值为__________，该反应的逆反应为__________ (填“吸” 或“放”)热反应。

③若实验3要达到与实验2相同的平衡状态（即各物质的质量分数分别相等），且t <3min，则a、b 应满足的关系是__________。

（2）下图1、2 表示上述反应在时刻t₁达到平衡，在时刻t₂因改变某个条件而发生变化的情况：

①图1中时刻t₂发生改变的条件可能是__________ (写2条)

②图2中时刻t₂发生改变的条件可能是__________ (写2条)

（3）在850℃时，其平衡常数K = 1，850℃时在该容器中同时充人1.0moICO，3.0 molH₂O，1.0molCO₂，5.0molH₂，此时反应向__________(填“正反应” 或“逆反应”)方向进行，平衡时CO₂的物质的量为__________。

Answer

（1）①0.16mol/（L·min） ② 吸 ③b=2a>1 （2）①加入催化剂或缩小容器体积 ②通H2O(g)或降温或减小H2浓度 （3）逆反应 0.8mol 略

【解析】

试题解析：(1)①根据方程式计算可得，实验1中达到平衡时CO2的物质的量为0.8 mol。以v(CO2)表示的反应速率为：0.8 mol÷1L÷5 min=0.16 mol·L-1·min-1。②根据K=计算可得该反应在650 ℃时平衡常数数值为。第二组温度比第一组高，反应物物质的量比第一组减半，但是平衡时H2的物质的量比第一组的一半少，表明该反应为放热反应，其逆反应则为吸热反应。③反应前后气体体积不变，达到相同平衡状态且时间更短，故a、b应满足的关系是：b=2a>1；（2）①图1中t2时刻正逆反应速率同时同等程度增大，平衡不移动，故改变的条件可能是使用催化剂或增大压强；②图2中从t2时刻开始，二氧化碳浓度增大，一氧化碳浓度减小，平衡向正向移动，故改变的条件可能是通H2O(g)或降温或减小H2浓度；（3）850℃时在该容器中同时充人1.0molCO，3.0 molH2O，1.0molCO2，5.0molH2，浓度熵===＞1，故平衡向逆向移动；设达平衡时消耗nmol二氧化碳，则=1，解得n=0.2，故衡时CO2的物质的量为（1-0.2）=0.8nol。

考点：化学反应速率与化学平衡