Question

工業(yè)上制備H₂的一種重要方法是：CO(g)＋H₂O(g)CO₂(g)＋H₂(g) △H＝Q kJ·mol^―1。已知該反應的平衡常數K與溫度的關系如圖所示。若在一固定的密閉容器中，850℃時發(fā)生上述反應，并測得容器內各物質的濃度（mol·L^―1）隨時間的變化關系如下表：

時間/min	CO(g)	H2O(g)	CO2(g)	H2(g)
0	0.200	0.300	0	0
2	0.138	0.238	0.062	0.062
3	c1	c2	c3	c4
4	c1	c2	c3	c4

已知：850℃時該反應的化學平衡常數K＝1.0，請回答下列問題：

（1）下列可以判斷該反應達到化學平衡狀態(tài)的是        。

A．單位時間內減少CO(g)的濃度等于生成CO₂(g)的濃度

B．反應容器內的壓強不發(fā)生變化

C．混合氣體中H₂(g)的濃度不再發(fā)生改變

D．氫氣的生成速率等于水的消耗速率

（2）Q       0（填“＞”、“＝”或“＜”）。

（3）若在850℃時向反應容器中充入H₂O(g)，K值         （填“增大”、“減小”或“不變”，下同）；若升高反應體系的溫度，K值         。

（4）上表中c₂為         mol·L^＝1，CO(g)的轉化率為                。

Answer 1

（1）C                                      （2）<

（3）不變   提高CO的轉化率或利用率        （4）0.18  60%

解析:

（1）   判斷反應達到平衡狀態(tài)的標志有兩個：v_正= v_逆 ，反應混合中各組分的百分含量保   持不變。單位時間內減少CO(g)的濃度等于生成CO₂(g)的濃度表示的都是v_正所以A錯；該反應左右氣體一樣多，所以容器內的壓強恒溫恒容條件下永遠不發(fā)生變化，所以B錯；

混合氣體中H₂(g)的濃度不再發(fā)生改變符合反應混合中各組分的百分含量保持不變，所以C對；氫氣的生成速率等于水的消耗速率，這兩個表示的都是v_正所以D錯。

（2）溫度升高，K下降，說明溫度升高平衡逆向移動，說明逆向是吸熱，則正向肯定放熱。

（3）   對于同一反應，K值只受溫度影響。

（4）   CO(g)＋H₂O(g)CO₂(g)＋H₂(g)

起始  0.200   0.300        0       0

轉化   X      X          X      X

平衡0.200- X 0.300-X       X      X

根據K＝1.0即可算出c₂為0.300-X=0.18mol·L^＝1  CO(g)的轉化率為X/0.200=60%