Question

（1）某反應的平衡表達式為：K=

c(H2)?c(CO)

c(H2O)

所對應的化學反應方程式為：

 

（2）利用水煤氣合成二甲醚的三步反應如下：
①2H₂（g）+CO（g）?CH₃OH（g）；△H=-90.8kJ?mol^-1
②2CH₃OH（g）?CH₃OCH₃（g）+H₂O（g）；△H=-23.5kJ?mol^-1
③CO（g）+H₂O（g）?CO₂（g）+H₂（g）；△H=-41.3kJ?mol^-1
總反應：3H₂（g）+3CO（g）?CH₃OCH₃（g）+CO₂（g）的△H=

 

（3）煤化工通常通過研究不同溫度下平衡常數以解決各種實際問題．已知等體積的一氧化碳和水蒸氣進入反應器時，會發(fā)生如下反應：CO（g）+H₂O（g）?H₂（g）+CO₂（g），該反應平衡常數隨溫度的變化如下表所示：

溫度/℃	400	500	800
平衡常數K	9.94	9	1

該反應的正反應方向是

 

反應（填“吸熱”或“放熱”），若在500℃時進行，設起始時CO和H₂O的起始濃度均為0.020mol/L，在該條件下，CO的平衡轉化率為：

 

．平衡后保持容積不變，通入等相同物質的量的H₂和CO₂時，平衡將

 

（填“正向”、“逆向”或“不”）移動，平衡后H₂的體積分數與原平衡比將

 

（（填“增大”、“減小”或“不變”）．
（4）從氨催化氧化可以制硝酸，此過程中涉及氮氧化物，如NO、NO₂、N₂O₄等．
對反應N₂O₄（g）?2NO₂（g）△H＞0，在溫度為T₁、T₂時，平衡體系中NO₂的體積分數隨壓強變化曲線如圖所示．下列說法正確的是

 

．
A．A、C兩點的反應速率：A＞C
B．A、C兩點氣體的顏色：A深，C淺
C．B、C兩點的氣體的平均相對分子質量：B＜C
D．由狀態(tài)B到狀態(tài)A，可以用加熱的方法
E．A、C兩點的化學平衡常數：A＞C．

Answer 1

考點：化學平衡常數的含義,反應熱和焓變,化學平衡的影響因素,產物的百分含量隨濃度、時間的變化曲線

專題：化學平衡專題

分析：（1）根據平衡表達式為：K=

c(H2)?c(CO)

c(H2O)

知，生成物中含有氫氣、一氧化碳兩種氣體，反應物中含有水蒸氣，質量守恒可知反應物中有固體碳；
（2）利用蓋斯定律計算；
（3）溫度升高K值減小，所以正反應為放熱反應；令CO的濃度變化為c，用三段式表示出各物質變化的濃度、平衡時的濃度，再根據平衡常數計算；
（4）從平衡移動的角度分析各物理量的變化；

解答： 解：（1）根據平衡表達式為：K=

c(H2)?c(CO)

c(H2O)

知，生成物中含有氫氣、一氧化碳兩種氣體，反應物中含有水蒸氣，質量守恒可知反應物中有固體碳，所以方程式為：C（s）+H₂O（g）?CO（g）+H₂（g），故答案為：C（s）+H₂O（g）?CO（g）+H₂（g）；
（2）由蓋斯定律可知，通過①×2+②+③可得所求反應方程式，則△H=-90.8kJ/mol×2-23.5kJ/mol-41.3kJ/mol=-246.4kJ/mol，故答案為：-246.4 kJ?mol^-1；
（3）溫度升高K值減小，所以正反應為放熱反應，
對于反應      CO（g）+H₂O（g）?H₂（g）+CO₂（g），
開始（mol/L）：0.02   0.02     0       0
變化（mol/L）：c        c      c       c
平衡（mol/L）：0.02-c 0.02-c   c       c
所以

c×c

(0.02-c)×(0.02-c)

=9，解得c=0.015，
所以CO的轉化率為

0.015mol/L

0.02mol/L

×100%=75%，
平衡后保持容積不變，通入等相同物質的量的H₂和CO₂時，增加生成物的濃度平衡逆向移動，達平衡后與原平衡是等效平衡所氫氣的體積分數不變，
故答案為：放熱；75%；逆向；不變；
（4）對反應N₂O₄（g）?2NO₂（g），在溫度為T₁、T₂時，平衡體系中NO₂的體積分數隨壓強變化曲線如圖2所示．則
A．A點壓強小于C點的壓強，壓強越大，反應速率越大，則反應速率：A＜C，故A錯誤；
B．增大壓強，平衡向正反應移動，但濃度的增大幅度大于轉化的程度，所以C點濃度大，顏色深，故B錯誤；
C．B、C兩點二氧化氮的體積分數相同，則混合氣體的平均相對分子質量相同，故C錯誤；
D．在相同壓強下，升高溫度，平衡向逆反應方向移動，則二氧化氮的體積分數增大，所以由狀態(tài)B到狀態(tài)A，可以用加熱的方法，故D正確；
E．A、C兩點的化學平衡常數，溫度相同，平衡常數相等，A=C，故E錯誤；
故答案為：D．

點評：本題考查化學平衡常數、平衡移動相關計算，題目較為綜合，涉及多方面的知識，難度中等，本題中注意把握等效平衡的解題應用．