Question

【題目】CO用途廣泛，工業應用時離不開平衡思想的指導：

Ⅰ.在某一容積為5L的體積不變的密閉容器內，加入0.3 mol 的CO和0.3mol的H 2O，在催化劑存在和800℃的條件下加熱，發生如下反應：CO（g）+H20（g）CO2（g）+H2（g） △H＞0，反應中CO2的濃度隨時間變化情況如下圖：

（1）根據圖上數據，該溫度（800℃）下的平衡常數K=____________________________。

（2）在體積不變的條件下，改變下列條件能使平衡常數K增大的有______________（填字母）

A.升高溫度 B.降低溫度

C.增大壓強 D.減小壓強

E.加入催化劑 G.移出一氧化碳氣體

（3）若保持溫度和容器的體積不變，在（1）中上述平衡體系中，再充入0.3mol的水蒸氣，重新達到平衡后，H2O的轉化率______________（填“升高”、“降低”、“不變”）。

（4）在催化劑存在和800℃的條件下，在某一時刻測得c（CO）=c（H2O）=0.09mol/L；c（CO2）=c（H2）= 0.13mol/L，則此時正、逆反應速率的大小：υ正______________υ逆（填“>”、“<”或“=”）。

Ⅱ、還原法煉鉛，包含反應PbO（s）+CO（g）Pb（s）+C02（g） △H，該反應的平衡常數的對數值與溫度的關系如下表：

溫度/℃	300	727	1227
lgK	6.17	2.87	1.24

（5）該反應的△H______________0（選填“>”、“〈”或“=”）。

（6）當lgK=1，在恒容密閉容器中放入PbO并通入CO，達平衡時，混合氣體中CO的體積分數為____（保留兩位有效數字）；若向容器中充入一定量的CO氣體后，平衡發生移動，再次達到平衡時，CO的百分含量______________（填“增大”、“減小”或“不變”）。

Answer 1

【答案】1 A 降低 ＜ ＜ 9.1% 不變

【解析】

（1）根據CO2的濃度變化求出CO的濃度變化，根據平衡常數指各生成物濃度的化學計量數次冪的乘積除以各反應物濃度的化學計量數次冪的乘積所得的比值進行解答；

（2）平衡常數只隨溫度的變化而變化，根據溫度對平衡的影響分析；

（3）可逆反應中增大一種反應物的濃度，則另一種反應物的轉化率會增大，而本身轉化率減小；

（4）根據濃度商Qc=c（CO2）c（H2）/[c（CO）c（H2O）]與平衡常數K的大小關系判斷。

（5）溫度越高K值越小，說明該反應正反應為放熱反應，△H＜0；

（6）根據方程式進行計算；平衡正向移動，由于相當于加壓，氣體的分子數不變，所以再次達到平衡時，CO的百分含量不變。

Ⅰ.（1）在某一容積為5L的密閉容器內，加入0.3mol的CO和0.3mol的H2O，則起始濃度c（CO）=0.06mol/L，c（H2O）=0.06mol/L，平衡時c（CO2）=0.03mol/L，則

CO（g）+H2O（g）CO2（g）+H2（g）

起始濃度/mol·L-1： 0.06 0.06 0 0

轉化濃度/mol·L-1： 0.03 0.03 0.03 0.03

平衡濃度/mol·L-1： 0.03 0.03 0.03 0.03

反應開始至達到平衡時，K=c（CO2）c（H2）/[c（CO）c（H2O）]=0.03×0.03/（0.03×0.03）=1；

故答案為：1。

（2）平衡常數只隨溫度的變化而變化，已知CO（g）+H2O（g）CO2（g）+H2（g）△H＞0，升高溫度，平衡正向移動，平衡常數K增大，所以A正確，

故答案為：A。

（3）可逆反應中增大一種反應物的濃度，則另一種反應物的轉化率會增大，而本身轉化率減小，所以若保持溫度和容器的體積不變，在（1）中上述平衡體系中，再充入0.3mol的水蒸氣，重新達到平衡后，CO的轉化率升高，而水蒸氣的轉化率降低，

故答案為：降低。

（4）在催化劑存在和800℃的條件下，在某一時刻測得c（CO）=c（H2O）=0.09mol/L，c（CO2）=c（H2）=0.13mol/L，根據Qc=c（CO2）c（H2）/[c（CO）c（H2O）]=0.132/0.092=2.1＞K=1，則反應逆向移動，所以υ正＜υ逆，

故答案為：＜。

Ⅱ.（5）lgK越大，K越大，溫度越高K值越小，說明該反應正反應為放熱反應，△H＜0，

故答案為：＜。

（6）當lgK=1時，K=10，在PbO（s）+CO（g）Pb（s）+CO2（g）反應中，設起始CO：amol/L，達平衡時轉化量為xmol/L，平衡時CO為（a-x）mol/L，CO2的濃度為xmol/L，則K=10=x/（a-x），即x=10a/11，達平衡時，混合氣體中CO的體積分數為（a-x）/a×100%=9.1%，若向容器中充入一定量的CO氣體后，平衡正向移動，由于相當于加壓，氣體的分子數不變，所以再次達到平衡時，CO的百分含量不變，

故答案為：9.1%，不變。