Question

14．700℃時(shí)，向容積為2L的密閉容器中充入一定量的CO和H₂O，發(fā)生反應(yīng)：CO（g）+H₂O（g）═CO₂（g）+H₂（g）．反應(yīng)過(guò)程中測(cè)定的部分?jǐn)?shù)據(jù)見(jiàn)表（表中t₂＞t₁）：

反應(yīng)時(shí)間/min	n（CO）/mol	H2O/mol
0	1.20	0.60
t1	0.80
t2		0.20

下列說(shuō)法正確的是（　�。�

• A． 反應(yīng)在t₁min內(nèi)的平均速率為v（H₂）=$\frac{0.40}{{t}_{1}}$mol•L^-1•min^-1
• B． 保持其他條件不變，起始時(shí)向容器中充入0.60mol CO和1.20mol H₂O，到達(dá)平衡時(shí)n（CO₂）=0.30mol
• C． 保持其他條件不變，向平衡體系中再通入0.20mol H₂O，與原平衡相比，達(dá)到新平衡時(shí)CO轉(zhuǎn)化率增大，H₂O的體積分?jǐn)?shù)增大
• D． 溫度升高至800℃，上述反應(yīng)平衡常數(shù)為0.64，則正反應(yīng)為吸熱反應(yīng)

Answer 1

分析 A．由表中數(shù)據(jù)，可知t₁min內(nèi)△n（CO）=1.2mol-0.8mol=0.4mol，由方程式可知△n（H₂）=△n（CO）=0.4mol，再根據(jù)v=$\frac{△c}{△t}$計(jì)算v（H₂）；
B．t₂min時(shí)反應(yīng)的水為0.6mol-0.2mol=0.4mol，由方程式可知參加反應(yīng)的CO為0.4mol，故t₂min時(shí)CO為1.2mol-0.4mol=0.8mol，與t₁min時(shí)CO的物質(zhì)的量相等，則t₁min時(shí)到達(dá)平衡狀態(tài)．若保持其他條件不變，起始時(shí)向容器中充入0.60molCO（g）和1.20molH₂O（g），與原平衡中物質(zhì)的量互換，二者按物質(zhì)的量1：1反應(yīng)，平衡常數(shù)不變，則生成物中同種物質(zhì)的濃度相等，恒容條件下同種物質(zhì)的物質(zhì)的量相等；
C．保持其他條件不變，向平衡體系中再通入0.20mol H₂O，與原平衡相比平衡正向移動(dòng)，等效為開(kāi)始通入1.6molCO（g）和0.8molH₂O（g）平衡后移走0.4molCO（g），開(kāi)始通入1.6molCO（g）和0.8molH₂O（g）與原平衡為等效平衡，平衡時(shí)相同物質(zhì)的含量相同；
D.700℃時(shí)，向容積為2L的密閉容器中開(kāi)始通入1.2molCO（g）和0.6molH₂O（g），平衡時(shí)水為0.2mol，則：
              CO（g）+H₂O（g）?CO₂（g）+H₂（g）
起始量（mol）：1.2     0.6      0        0
變化量（mol）：0.4     0.4      0.4      0.4
平衡量（mol）：0.8     0.2      0.4      0.4
故700℃時(shí)平衡常數(shù)K=$\frac{\frac{0.4}{2}×\frac{0.4}{2}}{\frac{0.8}{2}×\frac{0.2}{2}}$=1，若溫度升至800℃，上述反應(yīng)平衡常數(shù)為0.64，小于700℃時(shí)平衡常數(shù)K=1，說(shuō)明升高溫度平衡逆向移動(dòng)，升高溫度平衡向吸熱反應(yīng)移動(dòng)．

解答 解：A．由表中數(shù)據(jù)，可知t₁min內(nèi)△n（CO）=1.2mol-0.8mol=0.4mol，由方程式可知△n（H₂）=△n（CO）=0.4mol，則v（H₂）=$\frac{\frac{0.4mol}{2L}}{{t}_{1}min}$=$\frac{0.2}{{t}_{1}}$mol/（L．min），故A錯(cuò)誤；
B．t₂min時(shí)反應(yīng)的水為0.6mol-0.2mol=0.4mol，由方程式可知參加反應(yīng)的CO為0.4mol，故t₂min時(shí)CO為1.2mol-0.4mol=0.8mol，與t₁min時(shí)CO的物質(zhì)的量相等，則t₁min時(shí)到達(dá)平衡狀態(tài)，平衡時(shí)二氧化碳為0.4mol．若保持其他條件不變，起始時(shí)向容器中充入0.60molCO（g）和1.20molH₂O（g），與原平衡中物質(zhì)的量互換，二者按物質(zhì)的量1：1反應(yīng)，平衡常數(shù)不變，則生成物中同種物質(zhì)的濃度相等，恒容條件下同種物質(zhì)的物質(zhì)的量相等，故到達(dá)平衡時(shí)n（CO₂）=0.40mol，故B錯(cuò)誤；
C．保持其他條件不變，向平衡體系中再通入0.20mol H₂O，與原平衡相比平衡正向移動(dòng)，達(dá)到新平衡時(shí)CO轉(zhuǎn)化率增大，開(kāi)始通入1.6molCO（g）和0.8molH₂O（g）與原平衡為等效平衡，向平衡體系中再通入0.20mol H₂O等效為開(kāi)始通入1.6molCO（g）和0.8molH₂O（g）平衡后移走0.4molCO（g），平衡逆向移動(dòng)，H₂O的體積分?jǐn)?shù)增大，故C正確；
D.700℃時(shí)，向容積為2L的密閉容器中開(kāi)始通入1.2molCO（g）和0.6molH₂O（g），平衡時(shí)水為0.2mol，則：
             CO（g）+H₂O（g）?CO₂（g）+H₂（g）
起始量（mol）：1.2    0.6      0       0
變化量（mol）：0.4    0.4     0.4      0.4
平衡量（mol）：0.8    0.2     0.4      0.4
故700℃時(shí)平衡常數(shù)K=$\frac{\frac{0.4}{2}×\frac{0.4}{2}}{\frac{0.8}{2}×\frac{0.2}{2}}$=1，
若溫度升至800℃，上述反應(yīng)平衡常數(shù)為0.64，小于700℃時(shí)平衡常數(shù)K=1，說(shuō)明升高溫度平衡逆向移動(dòng)，升高溫度平衡向吸熱反應(yīng)移動(dòng)，則正反應(yīng)為放熱反應(yīng)，故D錯(cuò)誤，
故選：C．

點(diǎn)評(píng) 本題考查化學(xué)平衡計(jì)算，涉及反應(yīng)速率計(jì)算、平衡常數(shù)應(yīng)用與影響因素，側(cè)重考查學(xué)生對(duì)數(shù)據(jù)的分析處理能力，難度中等．