某研究小组利用反应CO（g）+H2O（g）⇌CO2（g）+2H2（g）△H=-41.2kJ/mol，制备CO2与H2的混

某研究小组利用反应CO（g）+H₂O（g）⇌CO₂（g）+2H₂（g）△H=-41.2kJ/mol，制备CO₂与H₂的混合气体，并进一步研究CO₂与H₂以不同的体积之比混合时在合适条件下的反应情况．请回答下列问题：
（1）850℃时，向一体积为10L的恒容密闭容器中通入一定量的CO（g）和H₂O（g），CO（g）和H₂O（g）的浓度随时间变化的曲线如图所示，下列说法正确的是______（填序号）．
A．达到平衡时，氢气的物质的量是0.12mol
B．达到平衡时，反应体系最终会放出49.44kJ热量
C．从第4min开始，混合气体的平均相对分子质量才不再变化
D．第6min时，若升高温度，该反应的化学平衡常数会减小
（2）850℃时，若向容积为2L的密闭容器中同时充入1.0mol CO、3.0mol H₂O（g）、1.0mol CO₂和x mol H₂，要使上述反应开始时向正反应方向进行，则x应满足的条件是______．
（3）850℃时，若向容积为2L的密闭容器中同时充入1.0mol CO和2.0mol H₂O（g），达到平衡时，CO的转化率是______（小数点后保留1位有效数字）．

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zxcjlgl110034 幼苗

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解题思路：（1）A．由图可知，平衡时△c（CO）=0.2mol/L-0.08mol/L=0.12mol/L，利用浓度变化量之比等于化学计量数之比计算△c（H₂），再根据n=cV计算n（H₂）；
B．850℃时该反应的反应热△H≠-41.2kJ/mol；
C．随反应进行，混合气体总质量不变，总物质的量减小，平均相对分子质量增大，平衡时混合气体的平均相对分子质量不变化；
D．该反应正反应是放热反应，升高温度平衡向逆反应移动；
（2）计算850℃时该反应的平衡常数，用x表示出浓度商Q_c，平衡向正反应方向移动，浓度商小于平衡常数；
（3）令平衡时参加反应的CO为ymol，利用三段式表示出平衡时各组分的物质的量，根据平衡常数列方程计算y的值，再利用转化率定义计算．

（1）A．由图可知，平衡时△c（CO）=0.2mol/L-0.08mol/L=0.12mol/L，浓度变化量之比等于化学计量数之比，故△c（H₂）=△c（CO）=0.12mol/L，故n（H₂）=0.12mol/L×10L=1.2mol，故A错误；
B．生成1.2mol氢气，通常条件下放出的热量为41.2kJ×[1.2mol/1mol]=49.44kJ，850℃时该反应的反应热△H≠-41.2kJ/mol，故B错误；
C．由图可知4min时到达平衡，随反应进行，混合气体总质量不变，总物质的量减小，平均相对分子质量增大，平衡时混合气体的平均相对分子质量不变化，故C正确；
D．该反应正反应是放热反应，升高温度平衡向逆反应移动，平衡常数减小，故D正确；
故选CD．
（2）由图可知，平衡时CO的浓度为0.08mol/L，则：
CO（g）+H₂O（g）⇌CO₂（g）+H₂（g）
开始（mol/L）：0.20.300
变化（mol/L）：0.12 0.12 0.12 0.12
变化（mol/L）：0.08 0.18 0.12 0.12
故平衡常数k=[0.12×0.12/0.08×0.18]=1，
平衡向正反应方向移动，浓度商小于平衡常数，即[1×x/1×3]＜1，解得x＜3，
故答案为：x＜3；
（3）令平衡时参加反应的CO为ymol，则：
CO（g）+H₂O（g）⇌CO₂（g）+H₂（g）
开始（mol）：1 20 0
变化（mol）：y y y y
变化（mol）：1-y 2-y y y
反应前后气体体积不变，故[y×y
(1−y)×(2−y)=1，解得y=
2/3]mol，
故CO的转化率为

2
3mol
1mol×100%=66.7%，
故答案为：66.7%．

点评：
本题考点：物质的量或浓度随时间的变化曲线；化学平衡建立的过程；化学平衡状态的判断．

考点点评：本题考查化学平衡图象及有关计算、平衡常数计算与应用、热化学方程式等，难度中等，（1）B选项为易错点，容易忽略热化学方程式的所处条件．

1年前

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