Question

( 10分)低碳經(jīng)濟(jì)呼喚新能源和清潔環(huán)保能源。煤化工中常需研究不同溫度下的平衡常數(shù)、投料比及熱值等問題。已知：CO(g) + H₂O(g)H₂(g) + CO₂(g)  △H＝ a kJ·mol^－1 的平衡常數(shù)隨溫度的變化如下表：

溫度/℃	400	500	850
平衡常數(shù)	9.94	9	1

（1）上述正反應(yīng)方向是      反應(yīng)（填“放熱”或“吸熱”）。
t₁℃時(shí)物質(zhì)濃度（mol/L）的變化
  

時(shí)間（min）	CO	H2O	CO2	H2
0	0.200	0.300	0	0
2	0.138	0.238	0.062	0.062
3	c1	c2	c3	c3
4	c1	c2	c3	c3
5	0.116	0.216	0.084
6	0.096	0.266	0.104

 
（2） t₁℃(高于850℃)時(shí)，在相同容器中發(fā)生上述反應(yīng)，容器內(nèi)各物質(zhì)的濃度變化如上表。①與2min時(shí)相比，3min時(shí)密閉容器中混合氣體的平均摩爾質(zhì)量           (填增大、減小或不變)。
②表中3 min～4 min之間反應(yīng)處于         狀態(tài)；CO的體積分?jǐn)?shù)        16% (填大于、小于或等于)。
③反應(yīng)在4 min～5 min，平衡向逆方向移動，可能的原因是____(單選)，表中5 min～6 min之間數(shù)值發(fā)生變化，可能的原因是______(單選)。
A．增加水蒸氣       B．降低溫度       C．使用催化劑     D．增加氫氣濃度
（3）若在500℃時(shí)進(jìn)行，若CO、H₂O的起始濃度均為0.020mol/L，在該條件下，CO的最大轉(zhuǎn)化率為         。

Answer 1

1）放熱（2）①不變   ②化學(xué)平衡   大于   ③D    A（3）75%

試題分析：（1）題隨著溫度的升高，平衡常數(shù)在降低，說明該反應(yīng)的正反應(yīng)是放熱反應(yīng)。
（2）①密閉容器中混合氣體的平均摩爾質(zhì)量=混合氣體的總質(zhì)量÷總的物質(zhì)的量，由于是在密閉容器中，2min時(shí)和3min時(shí)混合氣體的總質(zhì)量不變，而且該反應(yīng)是一個(gè)等體積反應(yīng)及以2min時(shí)和3min時(shí)混合氣體的總的物質(zhì)的量也不變，所以與2min時(shí)相比，3min時(shí)密閉容器中混合氣體的平均摩爾質(zhì)量不變。②表中3 min和4 min時(shí)反應(yīng)物和生成物的濃度均沒有發(fā)生變化，所以3 min～4 min之間反應(yīng)處于化學(xué)平衡狀態(tài)，CO的體積分?jǐn)?shù)的體積分?jǐn)?shù)大于16%。
③反應(yīng)在4 min～5 min，平衡向逆方向移動，可能的原因是升高了溫度，增加了生成物的濃度，故選D，表中5 min～6 min之間，生成物的濃度在增加，平衡向正反應(yīng)方向移動，同時(shí)水蒸氣的濃度也在增加，故可能的原因是增加了水蒸氣的量，選A.
(3)題反應(yīng)在500℃時(shí)進(jìn)行時(shí)平衡常數(shù)是9，設(shè)達(dá)到平衡時(shí)H₂的物質(zhì)的量為X，此時(shí)可解得X=0.005，所以CO的轉(zhuǎn)化率為75%
點(diǎn)評：本題重在考查化學(xué)平衡的移動，考查的知識點(diǎn)都是平常所見的，屬于中等難度的題,學(xué)生需要對圖像進(jìn)行分析，注意圖像中的橫縱坐標(biāo)，以及曲線的變化趨勢，以及特殊點(diǎn)。本題涉及的平衡的計(jì)算難度不高