(3分)700℃时,向容积为 2L的密闭容器中充入一定量的…——2011 高考化学第 15 题答案解析

2011_江苏卷

2011 江苏 第 15 题 解答题 区分题
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15.(3分)700℃时,向容积为 2L的密闭容器中充入一定量的CO和 $\mathrm { H } _ { 2 } \mathrm { O }$ ,发生反应:CO(g) $+ \mathrm { H } _ { 2 } \mathbf { O } \mathbf { \Sigma } ( \mathbf { g } ) \mathrm { C O } _ { 2 } \mathbf { \Sigma } ( \mathbf { g } ) + \mathrm { H } _ { 2 } \mathbf { \Sigma } ( \mathbf { g } )$ ),反应过程中测定的部分数据见下表(表中 $\mathbf { t } _ { 2 } { > } \mathbf { t } _ { 1 } ,$ ):

<table><tr><td rowspan=1 colspan=1>反应时间/min</td><td rowspan=1 colspan=1>n(CO)/mol</td><td rowspan=1 colspan=1> $\mathrm { H } _ { 2 } \mathrm { O } / \mathrm { m o l }$ </td></tr><tr><td rowspan=1 colspan=1>0</td><td rowspan=1 colspan=1>1.20</td><td rowspan=1 colspan=1>0.60</td></tr><tr><td rowspan=1 colspan=1> $\mathrm { t } _ { 1 }$ </td><td rowspan=1 colspan=1>0.80</td><td rowspan=1 colspan=1></td></tr><tr><td rowspan=1 colspan=1> $\mathbf { t } _ { 2 }$ </td><td rowspan=1 colspan=1></td><td rowspan=1 colspan=1>0.20</td></tr></table>

下列说法正确的是(  )A.反应在 $\mathrm { { t } _ { 1 } \mathrm { { m i n } } }$ 内的平均速率为 $\mathrm { ~ v ~ } \left( \mathrm { H } _ { 2 } \right) = 0 . 4 0 / \mathrm { t } _ { 1 } \mathrm { m o l } { \bullet } \mathrm { L } ^ { - 1 } { \bullet } \mathrm { m i m } ^ { - 1 }$ B.保持其他条件不变,起始时向容器中充入0.60mol CO 和 $1 . 2 0 \mathrm { m o l } \mathrm { H } _ { 2 } \mathrm { O }$ ,到达平衡时n
$( \mathrm { C O } _ { 2 } ) \ = 0 . 4 0 \mathrm { m o l }$ C.保持其他条件不变,向平衡体系中再通入 $0 . 2 0 \mathrm { m o l } \mathrm { H } _ { 2 } \mathrm { O }$ ,与原平衡相比,达到新平衡
时CO转化率增大, $\mathrm { H } _ { 2 } \mathrm { O }$ 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【考点】CP:化学平衡的计算【专题】16:压轴题;51E:化学平衡专题【分析】A、由表中数据可知, $\mathrm { { t } _ { 1 } \mathrm { { m i n } } }$ 内参加反应的 CO 的物质的量为 $1 . 2 \mathrm { m o l } \mathrm { ~ - ~ } 0 . 8 \mathrm { m o l } { = }$

> 0.4mol,根据 $\mathbf { v } { = } \frac { \frac { \Delta n } { V } } { \triangle t }$ 计算v(CO),再根据速率之比等于化学计量数之比计算 $\begin{array} { r l } { \mathbf { V } } & { { } ( \mathrm { H } _ { 2 } ) } \end{array}$ B、CO 与 $\mathrm { H } _ { 2 } \mathrm { O }$ 按物质的量比 1:1 反应,充入 0.60 mol CO 和 $1 . 2 0 \mathrm { m o l } \mathrm { H } _ { 2 } \mathrm { O }$ 与充入 1.20 molCO 和 $0 . 6 \mathrm { m o l } \mathrm { H } _ { 2 } \mathrm { O }$ 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 、 t<sub>1</sub>min 时 $\textbf { n } \left( \mathbf { C O } \right) \ = 0 . 8 \mathrm { m o l }$ $\mathrm { ~ \ i ~ { ~ n ~ } ~ ( ~ H } _ { 2 } O \mathrm { ~ ) ~ } = 0 . 6 \mathrm { m o l } \mathrm { ~ - ~ } 0 . 4 \mathrm { m o l } = 0 . 2 \mathrm { m o l }$ ,20min 时 n$( \mathrm { H } _ { 2 } \mathrm { O } ) = 0 . 2 \mathrm { m o l }$ ,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。

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BC

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【解答】解:A、由表中数据可知,t<sub>1</sub>min内参加反应的CO的物质的量为1.2mol﹣0.8mol$= 0 . 4 \mathrm { m o l }$ ,v $( \mathbf { C O } ) \ = \frac { \frac { 0 . 4 m o l } { 2 L } } { t _ { 1 } } = \frac { 0 . 2 } { t _ { 1 } } \mathrm { m o l } /$ (L•min),速率之比等于化学计量数之比计算 v$( \mathrm { H } _ { 2 } ) \ = \mathrm { v } \ ( \mathrm { C O } ) \ = { \frac { 0 . 2 } { t _ { 1 } } } \mathrm { m o l } / \ ( \mathrm { L } ^ { \bullet } \mathrm { m i n } )$ ),故 A 错误;

B、CO 与 $\mathrm { H } _ { 2 } \mathrm { O }$ 按物质的量比 1:1 反应,充入 0.60 mol CO 和 $1 . 2 0 \mathrm { m o l } \mathrm { H } _ { 2 } \mathrm { O }$ 与充入 1.20 molCO 和 $0 . 6 \mathrm { m o l } \ \mathrm { H } _ { 2 } \mathrm { O }$ ,平衡时生成物的浓度对应相同, $\mathrm { { t } _ { 1 } \mathrm { { m i n } } }$ 时 $\textbf { n } \left( \mathbf { C O } \right) \ = 0 . 8 \mathrm { m o l }$ ,n$( \mathrm { H } _ { 2 } \mathrm { O } ) \ = 0 . 6 \mathrm { m o l } \cdot 0 . 4 \mathrm { m o l } { = } 0 . 2 \mathrm { m o l }$ ,t<sub>2</sub>min 时 n $( \mathrm { H } _ { 2 } \mathrm { O } ) \ : = \ : 0 . 2 \mathrm { m o l }$ ,说明 $\mathrm { { t } _ { 1 } \mathrm { { m i n } } }$ 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 $( \mathbf { C O } _ { 2 } ) \ = 0 . 4 \mathrm { m o l }$ ,故B正确;C、保持其他条件不变,向平衡体系中再通入 $0 . 2 0 \mathrm { m o l H } _ { 2 } \mathrm { O }$ ,与原平衡相比,平衡向右移动,达到新平衡时 CO 转化率增大, $\mathrm { H } _ { 2 } \mathrm { O }$ 转化率减小, $\mathrm { H } _ { 2 } \mathrm { O }$ 的体积分数会增大,故 C 正确;

D、t<sub>1</sub>min 时反应已经达到平衡状态,此时 $\textbf { c } \left( { \bf C O } \right) = \frac { 0 . 8 m o l } { 2 L } = 0 . 4 \mathrm { m o l / L }$ $\mathrm { ~ c ~ } \left( \mathrm { H } _ { 2 } \mathrm { O } \right)$ $= \frac { 0 . 2 m o l } { 2 L } { = 0 . 1 \mathrm { m o l / L } }$ 9 ${ \bf c } ~ ( { \bf C O } _ { 2 } ) = { \bf c } ~ ( { \mathrm H } _ { 2 } ) = \frac { 0 . 4 m o l } { 2 L } = 0 . 2 { \mathrm m o l } / \mathrm L$ ,则 ${ \mathrm { k } } = \frac { 0 . 2 { \times } 0 . 2 } { 0 . 4 { \times } 0 . 1 } = 1$ ,温度升至 $8 0 0 ^ { \circ } \mathrm { C }$ ,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。

【点评】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。

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