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5 L的體積不變的密閉容器內，加入 0.3 mol的CO和0.3 mol的H2O，在催化劑存在和800℃的條件下加熱，發生如下反應：CO(g)＋H2O(g) CO2(g)＋H2(g) ΔH＞0，反應中CO2的濃度隨時間變化情況如右圖：

（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：v正 _______ v逆 （填“>”、“<”或“＝”)。

Ⅱ、還原法煉鉛，包含反應PbO(s)＋CO(g)Pb(s)＋CO2(g) ΔH，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

①該反應的ΔH_______0(選填“＞”、“＜”或“＝”)。

②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】1A降低＜＜9.1%不變

【解析】

（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/molL﹣1：0.06 0.06 0 0

轉化濃度/molL﹣1：0.03 0.03 0.03 0.03

平衡濃度/molL﹣1：0.03 0.03 0.03 0.03

反應開始至達到平衡時，平衡常數K= K=c(H2)/c(CO2)/ c(CO)×c(H2O)=0.032/0.032=1；綜上所述，本題答案是：1。

（2）平衡常數K只受溫度的影響，該反應為ΔH＞0，升高溫度，平衡右移，平衡常數K增大，因此A選項正確；因此本題答案是：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，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；因此，本題答案是：降低。

（4）根據濃度商：QC= c(H2)/c(CO2)/c(CO)×c(H2O)=0.132/0.092=2.09>1,反應逆向移動，v正 <v逆；因此，本題答案是：<。

Ⅱ、①lgK與K是增比例函數，溫度越高K值越小，說明該反應正反應為放熱反應，ΔH＜0；因此，本題答案是：＜。

②當lgK＝1，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），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，氣體分子數不變，所以在此達到平衡時，CO的轉化率不變；綜上所述，本題答案是：9.1% ；不變。