Question

在體積為1L的兩個恒容密閉容器中，分別充入1molCO和1molH₂O(g)的混合氣體，進行如下化學反應：CO(g)＋H₂O(g)CO₂(g)＋H₂(g)，反應物CO的物質的量在不同溫度時物質的量隨時間的變化如下表所示，回答下列問題：

	0min	10min	20min	30min	40min	50min
830℃	1mol	0.8mol	0.65mol	0.55mol	0.5mol	0.5mol
1100℃	1mol	0.75mol	0.6mol	0.6mol	0.6mol	0.6mol

(1)1100℃時，前10min該反應的化學反應速率v(CO₂)=                   ，830℃平衡后CO轉化率的為__________________。

(2)1100℃時化學平衡常數K＝_______，該反應為________反應(填“吸熱”和“放熱”)。

(3)能判斷該反應是否達到化學平衡狀態的依據是____________________。

(a)容器中壓強不變           (b)混合氣體中c(CO)不變

(c)v_逆(H₂)＝v_正(H₂O)          (d)c(CO₂)＝c(CO)

(4)1100℃時達到平衡后，若向容器中再充入2molCO和2molH₂O(g)，平衡_____________________移動(選填“向正反應方向”或“向逆反應方向”或“不”)，再達到平衡時，H₂百分含量________________(選填“增大”或“減小”或“不變”)。

(5)830℃時，若在體積為2L的密閉容器中充入1molCO₂和1molH₂的混合氣體，60min時反應達平衡狀態，畫出c(CO)和c(H₂)隨時間變化而變化的趨勢圖。

 

Answer 1

【答案】

（1）0.025mol/(L·min) （1分）   50%（1分）

（2）4/9（或0.44）（2分）   放熱（1分）     （3）bc（2分）

（4）正反應方向 （1分）   不變（1分） （5）見圖（兩條曲線各2分，沒標物質各扣0.5分）

【解析】(1)1100℃時，前10min內CO的物質的量減少了0.25mol，所以生成CO₂時0.25mol，則CO₂的反應速率是0.25mol÷1L÷10min＝0.025mol/(L·min) 。830℃平衡后剩余CO是0.5mol，所以，消耗CO是0.5mol，因此轉化率是0.5÷1×100％＝50％。

（2）1100℃平衡時CO(g)、H₂O(g)、CO₂(g)、H₂(g)物質的量分別是0.6mol、0.6mol、0.4mol、0.4mol，所以平衡常數＝。溫度越高平衡時CO的物質的量越大，說明升高溫度平衡向逆反應方向移動，所以正反應是放熱反應。

（3）在一定條件下，當可逆反應中正反應速率和逆反應速率相等時（但不為0），各種物質的濃度或含量均不再發生變化的狀態，是化學平衡狀態。所以b正確。平衡時濃度不再發生變化，但物質之間的濃度不一定相等或滿足某種關系，d不正確。反應前后體積不變，所以壓強始終是不變的，a不正確。C中反應速率的方向相反，且滿足速率之比是相應的化學計量數之比，正確，所以答案選bc。

（4）增大反應物的濃度，平衡向正反應方向移動。但由于反應前后體積不變的，且CO和水蒸氣額物質的量之比還是1︰1的，所以平衡是等效的，因此氫氣的含量不變。

（5）由于反應前后體積不變，在平衡是等效的，但平衡時各種物質的濃度均減半，所以圖像為（見答案）。