Question

17．在T溫度下，向2.0L恒容密閉容器中充入2.0molCO和6.0molH₂O，發(fā)生如下反應(yīng)：CO（g）+H₂O?CO₂（g）+H₂（g），經(jīng)過一段時(shí)間后達(dá)到平衡．反應(yīng)過程中測(cè)定的部分?jǐn)?shù)據(jù)見下表：

反應(yīng)時(shí)間/s	0	3	6	12	24
n（CO2）/mol	0	0.6	0.96	1.5	1.5

下列說法正確的是（　�。�

• A． 反應(yīng)在0～3s內(nèi)的平均速率v（H₂O）=0.12mol•L^-1•s^-1
• B． 24s后，若保持其他條件不變，降低溫度，達(dá)到新平衡時(shí)測(cè)得c（CO₂）=0.76mol•L^-1，則反應(yīng)的△H＜0
• C． 在T溫度下，若起始時(shí)向容器中充入4.0molH₂O和2.0molCO₂、2.0molH₂，與原平衡相比，達(dá)到平衡時(shí)，容器內(nèi)壓強(qiáng)增大
• D． 在T溫度下，起始時(shí)向容器中充入2.0molH₂O、1.0molCO₂和1.0molH₂，達(dá)到平衡時(shí)，CO₂的轉(zhuǎn)化率等于25%

Answer 1

分析 A．根據(jù)v=$\frac{△c}{△t}$計(jì)算v（CO₂），再利用速率之比等于其化學(xué)計(jì)量數(shù)之比計(jì)算v（H₂O）；
B．由表中數(shù)據(jù)可知，24s時(shí)處于平衡狀態(tài)，CO₂的濃度為$\frac{1.5mol}{2L}$=0.75mol/L，若保持其他條件不變，降低溫度，達(dá)到新平衡時(shí)測(cè)得c（CO₂）=0.76mol•L^-1＞原平衡的0.75mol/L，說明平衡向正反應(yīng)方向移動(dòng)；
C．反應(yīng)前后氣體總物質(zhì)的量不變，故兩種情況下平衡時(shí)氣體總物質(zhì)的量相等，恒溫恒容下，容器內(nèi)壓強(qiáng)之比等于氣體總物質(zhì)的量之比；
D．利用三段式計(jì)算原平衡時(shí)各組分的物質(zhì)的量，反應(yīng)前后氣體總物質(zhì)的量不變，用物質(zhì)的量代替濃度代入K=$\frac{c（C{O}_{2}）×c（{H}_{2}）}{c（CO）×c（H2O）}$計(jì)算平衡常數(shù)，設(shè)參加反應(yīng)的CO₂為n mol，表示出平衡時(shí)各組分物質(zhì)的量，代入平衡常數(shù)列方程計(jì)算解答．

解答 解：A.0～3s內(nèi)v（CO₂）=$\frac{\frac{0.6mol}{2L}}{3s}$=0.1mol•L^-1•s^-1，速率之比等于其化學(xué)計(jì)量數(shù)之比，則v（H₂O）=v（CO₂）=0.1mol•L^-1•s^-1，故A錯(cuò)誤；
B．由表中數(shù)據(jù)可知，24s時(shí)處于平衡狀態(tài)，CO₂的濃度為$\frac{1.5mol}{2L}$=0.75mol/L，若保持其他條件不變，降低溫度，達(dá)到新平衡時(shí)測(cè)得c（CO₂）=0.76mol•L^-1＞原平衡的0.75mol/L，說明平衡向正反應(yīng)方向移動(dòng)，而降低溫度平衡向放熱反應(yīng)進(jìn)行，故正反應(yīng)為放熱反應(yīng)，即△H＜0，故B正確；
C．反應(yīng)前后氣體總物質(zhì)的量不變，故兩種情況下平衡時(shí)氣體總物質(zhì)的量相等，恒溫恒容下，容器內(nèi)壓強(qiáng)之比等于氣體總物質(zhì)的量之比，故兩種情況下的平衡狀態(tài)容器內(nèi)壓強(qiáng)相等，故C錯(cuò)誤；
D．原平衡在12s反應(yīng)到達(dá)平衡，則：
          CO（g）+H₂O?CO₂（g）+H₂（g）
開始（mol）：2      6    0      0
轉(zhuǎn)化（mol）：1.5    1.5  1.5    1.5
平衡（mol）：0.5    4.5  1.5    1.5
反應(yīng)前后氣體總物質(zhì)的量不變，用物質(zhì)的量代替濃度計(jì)計(jì)算平衡常數(shù)K=$\frac{c（C{O}_{2}）×c（{H}_{2}）}{c（CO）×c（H2O）}$=$\frac{1.5×1.5}{0.5×4.5}$=1，
設(shè)參加反應(yīng)的CO₂為n mol，則：
          CO（g）+H₂O?CO₂（g）+H₂（g）
開始（mol）：0      2    1       1
轉(zhuǎn)化（mol）：n      n    n       n
平衡（mol）：n     2+n   1-n    1-n
故$\frac{（1-n）×（1-n）}{n×（2+n）}$=1，解得n=0.25，達(dá)到平衡時(shí)，CO₂的轉(zhuǎn)化率為$\frac{0.25mol}{1mol}$×100%=25%，故D正確，
故選：BD．

點(diǎn)評(píng) 本題考查化學(xué)平衡影響因素、反應(yīng)速率計(jì)算、化學(xué)平衡有關(guān)計(jì)算、化學(xué)平衡常數(shù)應(yīng)用，注意對(duì)平衡常數(shù)的理解與應(yīng)用，難度中等．