Question

近年來,由于溫室效應和資源短缺等問題,關于CO2和碳酸鹽應用的研究受到人們的重視。某研究小組利用反應:CO(g)+H2O(g)H2(g)+CO2(g) ΔH=-41.2 kJ/mol制備CO2與H2的混合氣體,并進一步研究CO2與H2以不同的體積比混合時在合適條件下的反應產物應用。

(1)已知:850 ℃時在一體積為10 L的恒容密閉容器中,通入一定量的CO和H2O,CO和H2O濃度變化如圖所示:

下列說法正確的是 (填序號)。

A.達到平衡時,氫氣的物質的量是0.12 mol

B.達到平衡時,反應體系最終會放出49.44 kJ熱量

C.第4 min時,混合氣體的平均相對分子質量不再變化

D.第6 min時,若升高溫度,反應平衡常數會減小

E.第8 min時,若充入氦氣,會導致v(CO)正＜v(H2O)逆

(2)850 ℃時,若在容積為2 L的密閉容器中同時充入1.0 mol CO、3.0 mol H2O、1.0 mol CO2和x mol H2。若要使上述反應開始時向正反應方向進行,則x應滿足的條件是 。

 

Answer 1

(1)BCD (2)x＜3

【解析】(1)由圖知,達平衡時,CO減少的物質的量為(0.20-0.08)mol/L×10 L=1.2 mol,故生成氫氣的物質的量是1.2 mol,A錯;此時放出41.2 kJ/mol×1.2 mol=49.44 kJ熱量,B對;第4 min達到平衡,故混合氣體的平均相對分子質量不再變化,C對;正向放熱,若升高溫度,平衡左移,平衡常數減小,D對;由于是恒容容器,充入與反應體系無關的氦氣,對速率無影響,E錯。(2)結合圖示,850 ℃時各物質的平衡濃度為CO為0.08 mol/L、H2O為0.18 mol/L,由于容器體積為10 L,故H2為0.12 mol/L、CO2為0.12 mol/L,求得平衡常數為1。相同溫度下,若要使反應開始時正向進行,則Q小于K,即Q＜1可求得x＜3。