Question

在某一容積為5 L的密閉容器內(nèi)，加入0．2 mol的CO和0．2 mol的H₂O，在催化劑存在的條件下高溫加熱，發(fā)生如下反應(yīng)：CO（g）+H₂O（g）      CO₂（g）+H₂（g）；ΔH＞0。

反應(yīng)中CO₂的濃度隨時(shí)間變化情況如下圖：

（1）根據(jù)上圖數(shù)據(jù)，反應(yīng)開始至達(dá)到平衡時(shí)，CO的化學(xué)反應(yīng)速率為___________；反應(yīng)達(dá)平衡時(shí)，c（H₂）=______________。

（2）判斷該反應(yīng)達(dá)到平衡的依據(jù)是_________。

①CO減少的化學(xué)反應(yīng)速率和CO₂減少的化學(xué)反應(yīng)速率相等

②CO、H₂O、CO₂、H₂的濃度都相等k+s-5#u 

③CO、H₂O、CO₂、H₂的濃度都不再發(fā)生變化

④正、逆反應(yīng)速率都為零

（3）如要一開始加入0．1 mol的CO、0．1 mol的H₂O、0．1 mol的CO₂和0．1 mol的H₂，在相同的條件下，反應(yīng)達(dá)平衡時(shí)，c（H₂O）=_________。

Answer 1

（1）0．003 mol·L^-1·min^-1  0．03 mol·L^-1

   （2）①③  （3）0．01 mol·L^-1

解析:

本題是速率和平衡的綜合題，考查了速率的基本計(jì)算，到達(dá)平衡的標(biāo)志及濃度的有關(guān)計(jì)算，考查學(xué)生的識(shí)圖能力和分析能力。由圖可知10 min時(shí)到達(dá)平衡，所以（1）v（CO）=c/t=0．03 mol·L^-1/10 min=0．003 mol·L^-1·min^-1

方程式的化學(xué)計(jì)量數(shù)之比=反應(yīng)時(shí)轉(zhuǎn)化的濃度之比，所以c（H₂）=c（CO）=0．03 mol·L^-1

到達(dá)平衡的標(biāo)志是各物質(zhì)的百分組成不變，濃度不變，正、逆反應(yīng)速率相等且不為零。CO減少的化學(xué)反應(yīng)速率是正反應(yīng)速率，CO₂減少的化學(xué)反應(yīng)速率是逆反應(yīng)速率。所以（2）選①③。（3）一開始加入0．1 mol的CO、0．1 mol的H₂O、0．1 mol的CO₂和0．1 mol的H₂，在相同的條件下等效于加入 0．2 mol的CO和0．2 mol的H₂O，所以平衡時(shí)n（H₂O） =0．05 mol,所以c（H₂O）=n（H₂O）/V=0．05 mol/5 L=0．01 mol·L^-1。