700℃时,向容积为 2L的密闭容器中充入一定量的CO和H2O,发生反应:CO(g)+H2O(g)⇌CO2+H2(g),反应过程中测定的部分数据见下表(表中t2>t1):反应时间/min n(CO)/mol H2O/mol0 1.20 0.60t1 0.80 t2 0.20下列说法正确的是(  )A. 反应在t1min内的平均速率为v(H2)=0.40/t1 mol•L-1•mim-1B. 保持其他条件不变,起始时向容器中充入0.60mol CO和1.20mol H2O,到达平衡时n(CO2)=0.40molC. 保持其他条件不变,向平衡体系中再通入0.20mol H2O,与原平衡相比,达到新平衡时CO转化率增大,H2O的体积分数增大D. 温度升至800℃,上述反应平衡常数为0.64,则正反应为吸热反应

问题描述:

700℃时,向容积为 2L的密闭容器中充入一定量的CO和H2O,发生反应:CO(g)+H2O(g)⇌CO2+H2(g),反应过程中测定的部分数据见下表(表中t2>t1):

反应时间/min n(CO)/mol H2O/mol
0 1.20 0.60
t1 0.80
t2 0.20
下列说法正确的是(  )
A. 反应在t1min内的平均速率为v(H2)=0.40/t1 mol•L-1•mim-1
B. 保持其他条件不变,起始时向容器中充入0.60mol CO和1.20mol H2O,到达平衡时n(CO2)=0.40mol
C. 保持其他条件不变,向平衡体系中再通入0.20mol H2O,与原平衡相比,达到新平衡时CO转化率增大,H2O的体积分数增大
D. 温度升至800℃,上述反应平衡常数为0.64,则正反应为吸热反应

A、由表中数据可知,t1min内参加反应的CO的物质的量为1.2mol-0.8mol=0.4mol,v(CO)=

0.4mol
2L
t1
=
0.2
t1
mol/(L•min),速率之比等于化学计量数之比计算v(H2)=v(CO)=
0.2
t1
mol/(L•min),故A错误;
B、CO与H2O按物质的量比1:1反应,充入0.60 mol CO和1.20 mol H2O与充入1.20 mol CO和0.6mol H2O,平衡时生成物的浓度对应相同,t1min时n(CO)=0.8mol,n(H2O)=0.6mol-0.4mol=0.2mol,t2min时n(H2O)=0.2mol,说明t1min时反应已经达到平衡状态,根据化学方程式可知,则生成的n(CO2)=0.4mol,故B正确;
C、保持其他条件不变,向平衡体系中再通入0.20molH2O,与原平衡相比,平衡向右移动,达到新平衡时CO转化率增大,H2O转化率减小,H2O的体积分数会增大,故C正确;
D、t1min时反应已经达到平衡状态,此时c(CO)=
0.8mol
2L
=0.4mol/L,c(H2O)=
0.2mol
2L
=0.1mol/L,c(CO2)=c(H2)=
0.4mol
2L
=0.2mol/L,则k=
0.2×0.2
0.4×0.1
=1,温度升至800℃,上述反应平衡常数为0.64,说明温度升高,平衡是向左移动,故正反应为放热反应,故D错误;
故选BC.
答案解析:A、由表中数据可知,t1min内参加反应的CO的物质的量为1.2mol-0.8mol=0.4mol,根据v=
△n
V
△t
计算v(CO),再根据速率之比等于化学计量数之比计算v(H2);
B、CO与H2O按物质的量比1:1反应,充入0.60 mol CO和1.20 mol H2O与充入1.20 mol CO和0.6mol H2O到达平衡时对应生成物的浓度、物质的量相同;
C、保持其他条件不变,增加一种反应物的浓度,平衡向正反应方向移动,另一种反应物的转化率增大,自身转化率降低;
D、t1min时n(CO)=0.8mol,n(H2O)=0.6mol-0.4mol=0.2mol,20min时n(H2O)=0.2mol,说明10min时反应已经达到平衡状态,根据平衡时各物质的浓度计算原平衡常数,比较不同温度下的平衡常数大小可判断反应的吸放热.
考试点:化学平衡的计算.
知识点:本题是化学平衡问题,主要考查化学反应速率、化学平衡及平衡常数等计算,注意B选项中的规律利用.