Question

【題目】在一定體積的密閉容器中，進行如下化學(xué)反應(yīng)：

CO(g)+H2O(g)CO2(g)+H2(g)，其化學(xué)平衡常數(shù)K和溫度t的關(guān)系如下表：

t℃	700	800	830	1000	1200
K	1.7	1.1	1.0	0.6	0.4

回答下列問題：

(1) 該反應(yīng)的化學(xué)平衡常數(shù)表達式為K=__________,該反應(yīng)為_________反應(yīng)(填吸熱或放熱)。

若改變條件使平衡向正反應(yīng)方向移動，則平衡常數(shù)_____________(填序號)

①一定不變 ②一定減小 ③可能增大 ④增大、減小、不變皆有可能

(2) 能判斷該反應(yīng)是否達到化學(xué)平衡狀態(tài)的依據(jù)是_______________

a.容器中壓強不變 b.混合氣體中c(CO)不變

c.v逆(H2)=v正(H2O) d.c(CO)=c(CO2)

(3) 將不同量的CO (g) 和H2O (g) 分別通入到體積為2 L的恒容密閉容器中，進行反應(yīng) CO (g) ＋ H2O (g) CO2 (g) ＋ H2 (g)，得到如下三組數(shù)據(jù)：

實驗組	溫度/℃	起始量/mol		平衡量/mol		達到平衡所需時間/min[
		H2O	CO	CO2	CO
A	650	2	4	1.6	2.4	5
B	900	1	2	0.4	1.6	3
C	900	a	b	c	d	t

①通過計算可知，CO的轉(zhuǎn)化率實驗A 實驗B(填“大于”、“等于”或“小于”)，該反應(yīng)的正反應(yīng)為 (填“吸”或“放”)熱反應(yīng)。

②若實驗C要達到與實驗B相同的平衡狀態(tài)，則a、b應(yīng)滿足的關(guān)系是 (用含a、b的數(shù)學(xué)式表示)。

Answer 1

【答案】

(1)K=；放熱；③

(2)bc

(3)①大于；放②b=2a

【解析】

試題分析：(1)因平衡常數(shù)等于生成物的濃度冪之積除以反應(yīng)物的濃度冪之積，CO2(g)+H2(g) CO(g)+H2O(g)反應(yīng)的平衡常數(shù)K=，化學(xué)平衡常數(shù)的大小只與溫度有關(guān)，升高溫度，平衡向吸熱的方向移動，由表可知：升高溫度，化學(xué)平衡常數(shù)減小，說明化學(xué)平衡逆向移動，因此正反應(yīng)方向放熱，改變條件使平衡向正反應(yīng)方向移動，溫度可能變化，可能不變，則平衡常數(shù)可能增大、減小、不變，故選④，故答案為：；放熱；④；

(2)a、反應(yīng)是一個反應(yīng)前后體積不變的反應(yīng)，壓強的改變不會要引起平衡移動，故a錯誤；b、化學(xué)平衡時，各組分的濃度不隨時間的改變而改變，故b正確；c、化學(xué)平衡狀態(tài)的標志是v正=v逆，所以v正(H2)=v逆(H2O)表明反應(yīng)達到平衡狀態(tài)，故c正確；d、c(CO2)=c(CO)時，不能表明正逆反應(yīng)速率相等，不一定達到了平衡狀態(tài)，故d錯誤；故選bc；

(3)①反應(yīng)各組分的化學(xué)計量數(shù)為1，故可以用物質(zhì)的量代替濃度計算平衡常數(shù)．

650℃時到達平衡：H2O(g)+CO(g)CO2(g)+H2(g)，

開始(mol)： 2 4 0 0

變化(mol)： 1.6 1.6 1.6 1.6

平衡(mol)： 0.4 2.4 1.6 1.6

所以650℃的平衡常數(shù)k==，CO的轉(zhuǎn)化率=×100%=40%，

900℃時到達平衡：H2O(g)+CO(g) CO2(g)+H2(g)，

開始(mol)： 1 2 0 0

變化(mol)： 0.4 0.4 0.4 0.4

平衡(mol)： 0.6 1.6 0.4 0.4

所以900℃的平衡常數(shù)k==，CO的轉(zhuǎn)化率=×100%=20%，CO的轉(zhuǎn)化率實驗A＞實驗B；升高溫度平衡常數(shù)減小，即升高溫度平衡向逆反應(yīng)移動，升高溫度向吸熱反應(yīng)移動，故正反應(yīng)為放熱反應(yīng)，故答案為：大于；放；

②使實驗3達到平衡狀態(tài)時各物質(zhì)的體積分數(shù)與實驗2分別相等，為等效平衡，該反應(yīng)為反應(yīng)前后氣體的體積不發(fā)生變化，滿足n(H2O)：n(CO)=1：2即可，即b=2a，故答案為：b=2a。