Question

工业上制备H2的一种重要方法是：CO（ g）+H2 O（g）?CO2（g）+H2（g）△H=Q kJ/mol．已知该反应的平衡常

工业上制备H2的一种重要方法是：CO（ g）+H2 O（g）?CO2（g）+H2（g）△H=Q kJ/mol．已知该反应的平衡常数 K 与温度的关系如图所示．若在一固定的密闭容器中，850℃时发生上述反应，并测得容器内各物质 的浓度（mol?L-1）随时间的变化关系如表：时间/minCO（g） H2O CO2 H2（g）00.200 0.3000 020.238 0.2380.062 0.062 3 C1 C2 C1 C14 C1 C2 C1 C1已知：850℃时该反应的化学平衡常数K=1.0，请回答下列问题：（1）下列可以判断该反应达到化学平衡状态的是______．A．单位时间内减少 CO（g）的浓度等于生成 CO2 （g）的浓度B．反应容器内的压强不发生变化C．混合气体中 H2 （g）的浓度不再发生改变D．氢气的生成速率等于水的消耗速率（2）Q______0 （填“＜”“=”或“＞”）．（3）若在850℃时向反应容器中充入H2O（g），K 值______（填“增大”“减 小”或“不变”），工业上在反应容器中通入过量H2O（g）的作用是______．（4）上表中C2为______mol?L-1，CO（g）的转化率为______．

Answer 1

（1）A．任何时候，单位时间内减少CO（g）的浓度等于生成CO₂（g）的浓度，不能说明到达平衡，故A错误；
B．反应前后气体的物质的量不变，温度一定，容器中压强始终不变，所以压强不发生变化，不能说明到达平衡，故B错误；
C．反应达到平衡状态时，各物质的浓度不变，说明到达平衡状态，故C正确；
D．任何时候，氢气的生成速率等于水的消耗速率，不能说明到达平衡状态，故D错误；
故选：C；
（2）由图可知，温度越高平衡常数越小，说明升高温度平衡向逆反应移动，升高温度平衡向吸热反应移动，故△H＜0，故答案为：＜；
（3）在850℃时向反应容器中充入H₂O（g），平衡正向移动，但K值不变；增大水的浓度，平衡正向移动，增大CO的转化率，故答案为：不变；增大CO的转化率；
（4）CO+H₂O（g）?CO₂ +H₂，
起始（mol/L） 0.200 0.300      0   0
反应（mol/L） a      a         a   a
平衡（mol/L） 0.200-a 0.300-a  a   a
k=[CO

[CO2]?[H2]

[CO]?[H2O]

=

a×a

(0.200?a)?(0.300?a)

=1，解得a=0.12，
所以c₂=0.300-a=0.18，CO（g）的转化率为

CO的浓度变化

CO的起始浓度

×100%=

0.12

0.200

×100%=60%，
故答案为：0.18；60%．