Question

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

（1）0～4min的平均反应速率v（CO）=___________mol•L-1•min-1．

（2）该条件下，此反应的平衡常数K=___________（写表达式）．

（3）该反应平衡时CO的转化率为________________。

（4）能判断该反应达到化学平衡状态的依据是______________。

A．容器中压强不变               B．混合气体中c(CO)不变

C．v(H₂)_正=v(H₂O)_逆                D．c(CO₂)=c(CO)

（5）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下表．

① c₁数值___________0.08mol•L^-1（填大于、小于或等于）．

②反应在4min～5min间，平衡向逆方向移动，可能的原因是________________，表中5min～6min之间数值发生变化，可能的原因是_______________。

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

（1）0.03（2分）；（2）（2分）；

（3）60%（2分）；（4）BC（2分）；

（5）①>（2分）；②d、a（各1分）

【解析】

试题分析：（1）根据图像可知，在0～4min内CO的浓度减小了0.20mol/L－0.08mol/L＝0.12mol/L，所以其反应速率是0.12mol/L÷4min＝0.03mol/（L·min）。

（2）化学平衡常数是在一定条件下，当可逆反应达到平衡状态时，生成物浓度的幂之积和反应物浓度的幂之积的比值，所以根据方程式可知平衡常数表达式为。

（3）该反应平衡时CO的转化率为。

（4）A．反应前后体积不变，容器中压强不变不能说明反应达到平衡状态，A错误；B．混合气体中c(CO)不变说明反应达到平衡状态，B正确；C．v(H2)正=v(H2O)逆表示正逆反应速率相等，说明反应达到平衡状态，C正确；D．c(CO2)=c(CO)没有说明反应速率的方向，则不一定达到平衡状态，D错误，答案选BC；

（5）①根据表中数据可知，在此时间内，物质的浓度是不变的，所以反应处于平衡状态。由于反应是放热反应，所以升高温度，平衡向逆反应方向移动，因此CO的浓度大于0.08mol/L。

②增大反应物浓度或降低温度，平衡向正反应方向移动。而催化剂不能改变平衡状态。所以应该是增大了氢气浓度，平衡向逆反应方向移动，答案选d。根据表中数据可知，5min～6min是CO的浓度减小，而水蒸气和氢气的浓度增大，说明改变的条件是增大了水蒸气的浓度，平衡向正反应方向移动，答案选a。

【考点定位】考查平衡常数计算、判断及外界条件对平衡状态的影响。

【名师点晴】本题综合考查化学平衡常数、平衡的有关计算和判断等问题，题目难度较大，将图表信息和图象信息相结合来分析是解答的关键，较好的考查学生的能力。只要紧扣单位时间内浓度的变化就可以计算出反应速率，根据平衡状态的特征可确定平衡状态，以及根据量的变化就可以去判断影响平衡移动的因素。