Question

工业上利用反应：CO（g）+H2O（g）?CO2（g）+H2（g）；△H=Q kJ?mol-1，制备H2．已知该反应的平衡常数K与

工业上利用反应：CO（g）+H2O（g）?CO2（g）+H2（g）；△H=Q kJ?mol-1，制备H2．已知该反应的平衡常数K与温度的关系如图所示．若在一容积固定的密闭容器中，于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下表：t/minCO（g）H2O（g）CO2（g）H2（g）00.2000.3000020.1380.2380.0620.0623c1c2c3c44c1c2c3c4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”）．（4）达平衡时CO2的反应速率______，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；
故答案为：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，平衡常数随温度变化，故答案为：不变；
（4）设一氧化碳消耗浓度为a              
                  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=

c(CO2)c(H2)

c(CO)c(H2O)

=

a×a

(0.200-a)(0.300-a)

=1，解得a=0.12，
所以c₂=0.300-a=0.18，
达平衡时CO₂的反应速率=

0.18mol/L-0.062mol/L

3min

=0.04mol/L?min；
CO（g）的转化率为

CO浓度变化量

CO的起始量

×100%=

0.12

0.200

×100%=60%，
故答案为：0.04 mol/（L?min）；  60%．