Question

近年來,由于溫室效應(yīng)和資源短缺等問題,關(guān)于CO2和碳酸鹽應(yīng)用的研究受到人們的重視。某研究小組利用反應(yīng):CO(g)+H2O(g)H2(g)+CO2(g) ΔH=-41.2 kJ/mol制備CO2與H2的混合氣體,并進(jìn)一步研究CO2與H2以不同的體積比混合時(shí)在合適條件下的反應(yīng)產(chǎn)物應(yīng)用。

(1)已知:850 ℃時(shí)在一體積為10 L的恒容密閉容器中,通入一定量的CO和H2O,CO和H2O濃度變化如圖所示:

下列說法正確的是 (填序號(hào))。

A.達(dá)到平衡時(shí),氫氣的物質(zhì)的量是0.12 mol

B.達(dá)到平衡時(shí),反應(yīng)體系最終會(huì)放出49.44 kJ熱量

C.第4 min時(shí),混合氣體的平均相對(duì)分子質(zhì)量不再變化

D.第6 min時(shí),若升高溫度,反應(yīng)平衡常數(shù)會(huì)減小

E.第8 min時(shí),若充入氦氣,會(huì)導(dǎo)致v(CO)正＜v(H2O)逆

(2)850 ℃時(shí),若在容積為2 L的密閉容器中同時(shí)充入1.0 mol CO、3.0 mol H2O、1.0 mol CO2和x mol H2。若要使上述反應(yīng)開始時(shí)向正反應(yīng)方向進(jìn)行,則x應(yīng)滿足的條件是 。

 

Answer 1

(1)BCD (2)x＜3

【解析】(1)由圖知,達(dá)平衡時(shí),CO減少的物質(zhì)的量為(0.20-0.08)mol/L×10 L=1.2 mol,故生成氫氣的物質(zhì)的量是1.2 mol,A錯(cuò);此時(shí)放出41.2 kJ/mol×1.2 mol=49.44 kJ熱量,B對(duì);第4 min達(dá)到平衡,故混合氣體的平均相對(duì)分子質(zhì)量不再變化,C對(duì);正向放熱,若升高溫度,平衡左移,平衡常數(shù)減小,D對(duì);由于是恒容容器,充入與反應(yīng)體系無關(guān)的氦氣,對(duì)速率無影響,E錯(cuò)。(2)結(jié)合圖示,850 ℃時(shí)各物質(zhì)的平衡濃度為CO為0.08 mol/L、H2O為0.18 mol/L,由于容器體積為10 L,故H2為0.12 mol/L、CO2為0.12 mol/L,求得平衡常數(shù)為1。相同溫度下,若要使反應(yīng)開始時(shí)正向進(jìn)行,則Q小于K,即Q＜1可求得x＜3。