Question

【題目】在某一容積為5L的密閉容器內，加入 0.2mol的CO和0.2mol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）；△H＞0反應中CO2的濃度隨時間變化情況如下圖：
（1）根據上圖數據，反應開始至達到平衡時，CO2的化學反應速率為v（CO2）=mol/（Lmin）；反應達平衡時，c（H2O）=mol/L，該溫度下的平衡常數K= ．
（2）判斷該反應達到平衡的依據是 ． ①正、逆反應速率都為零
②CO減少的化學反應速率和CO2減少的化學反應速率相等
③CO、H2O、CO2、H2的濃度都相等
④CO、H2O、CO2、H2的濃度都不再發生變化
（3）如要一開始加入0.1mol的CO、0.1mol的H2O、0.1mol的CO2和0.1mol的H2 ， 在相同的條件下，反應達平衡時，c（H2）=mol/L．

Answer 1

【答案】
（1）0.03；0.01；9
（2）②④
（3）0.03
【解析】解：（1）根據v= = =0.003mol/（Lmin）；由圖知道平衡時二氧化碳的濃度為0.03mol/L，則反應消耗H2O的濃度0.03mol/L，平衡時H2O的濃度為： ﹣0.03mol/L=0.01mol/L；

根據三段式：	CO（g）+	H2O（g）	CO2（g）+	H2（g）
起始量（mol/L）	0.04	0.04	0	0
轉化量（mol/L）	0.03	0.03	0.03	0.03
平衡量（mol/L）	0.01	0.01	0.03	0.03

則平衡常數k= = =9，
所以答案是：0.03； 0.01； 9；（2）①正、逆反應速率都為零，該反應沒有開始，所以一定沒有達到平衡狀態，故錯誤；
②CO減小的化學反應速率和CO2減小的化學反應速率相等，正逆反應速率相等，該反應達到平衡狀態，故正確；
③CO、H2O、CO2、H2的濃度都相等，該反應不一定達到平衡狀態，與反應物初始濃度及轉化率有關，故錯誤；
④CO、H2O、CO2、H2的濃度都不再發生變化，該反應正逆反應速率相等，達到平衡狀態，故正確．
所以答案是：②④；（3）如果一開始加入0.1mol的CO、0.1mol的H2O、0.1mol的CO2和0.1mol的H2 ， 與開始時加入0.3mol CO和0.3mol H2O為等效平衡，則兩種條件下，達到平衡狀態時其H2的物質的量濃度相等，所以達到平衡狀態時，c（H2）=0.03mol/L．
所以答案是：0.03．
【考點精析】根據題目的已知條件，利用化學平衡狀態的判斷和化學平衡的計算的相關知識可以得到問題的答案，需要掌握狀態判斷：①v(B耗)=v(B生)②v(C耗):v(D生)=x : y③c(C)、C%、n(C)%等不變④若A、B、C、D為氣體，且m+n≠x+y，壓強恒定⑤體系顏色不變⑥單位時間內某物質內化學鍵的斷裂量等于形成量⑦體系平均式量恒定（m+n ≠ x+y）等；反應物轉化率=轉化濃度÷起始濃度×100%=轉化物質的量÷起始物質的量×100%；產品的產率=實際生成產物的物質的量÷理論上可得到產物的物質的量×100%．