Question

【題目】CO是生產(chǎn)羰基化學(xué)品的基本原料，對(duì)于以水煤氣為原料提取CO的工藝，如果氫氣
未能充分利用，則提高了CO生產(chǎn)成本，所以在煤化工中常需研究不同溫度下的平衡常數(shù)、投料比及熱值問題．反應(yīng)CO（g）+H2O （g）H2（g）+CO2（g）的平衡常數(shù)隨溫度的變化如表：

溫度/℃	400	500	800
平衡常數(shù)K	9.94	9	a

（1）上述反應(yīng)的逆反應(yīng)是（填“放熱”或“吸熱”）反應(yīng)．
（2）已知在一定溫度下：C（s）+CO2（g）2CO（g） K
C（s）+H2O （g）H2（g）+CO（g） K1
CO（g）+H2O （g）H2（g）+CO2（g） K2
則K、K1、K2、之間的關(guān)系是 ．
（3）800℃時(shí)，在2L的恒容密閉容器中，充入2.0molCO（g）和3.0molH2O（g），保持溫度不變進(jìn)行反應(yīng)：CO（g）+H2O （g）H2（g）+CO2（g），4min時(shí)反應(yīng)達(dá)到平衡，測(cè)得CO的轉(zhuǎn)化率為60%．
①0～4min內(nèi)，CO2的平均反應(yīng)速率為molL﹣1min﹣1 ， 800℃時(shí)a= ．
②800℃時(shí)四個(gè)不同容器中發(fā)生上述反應(yīng)，測(cè)得各物質(zhì)的濃度（molL﹣1）如表，其中達(dá)到平衡狀態(tài)的是（填字母）．

	A	B	C	D
c（CO2）	3	1	0.8	1
c（H2）	2	1	0.8	1
c（CO）	1	2	3	0.5
c（H2O）	2	2	3	2

Answer 1

【答案】
（1）吸熱
（2）K=
（3）0.15；1；D
【解析】解：（1）由表可知，溫度越高，平衡常數(shù)越小，反應(yīng)進(jìn)行程度越小，平衡向逆反應(yīng)移動(dòng)，升高溫度平衡向吸熱方向移動(dòng)，故正反應(yīng)為放熱反應(yīng)，逆反應(yīng)為吸熱反應(yīng)，故答案為：吸熱；（2）反應(yīng)①C（s）+CO2（g）2CO（g）平衡常數(shù)K= ；
反應(yīng)②C（s）+H2O（g）CO（g）+H2（g）平衡常數(shù)K1= ；
反應(yīng)③CO（g）+H2O（g）H2（g）+CO2（g） 平衡常數(shù)K2= ；
所以： = =K，
故答案為： ；（3）①保持溫度不變進(jìn)行反應(yīng)：CO（g）+H2O （g）H2（g）+CO2（g），4min時(shí)反應(yīng)達(dá)到平衡，測(cè)得CO的轉(zhuǎn)化率為60%，可知消耗1.2molCO，生成1.2molCO2 ，
v= =0.15molL﹣1min﹣1 ，

	CO（g）+	H2O （g）		H2（g）+	CO2（g）
起始（mol/L）	1	1.5		0	0
轉(zhuǎn)化（mol/L）	0.6	0.6		0.6	0.6
平衡（mol/L）	0.4	0.9		0.6	0.6

K= =1，
故答案為：0.15；1；
②如達(dá)到平衡，則平衡常數(shù)K=1，
A. = =3＞1，沒有達(dá)到平衡狀態(tài)，故A錯(cuò)誤；
B. = = 小于1，反應(yīng)向正反應(yīng)進(jìn)行，故B錯(cuò)誤；
C. = ＜1，沒有達(dá)到平衡狀態(tài)，故C錯(cuò)誤；
D. = =1，處于平衡狀態(tài)，故D正確．
故答案為：D．
（1）由表中數(shù)據(jù)可知升高溫度平衡常數(shù)減小，說明平衡逆向移動(dòng)，以此判斷反應(yīng)熱；（2）依據(jù)化學(xué)反應(yīng)的平衡常數(shù)表達(dá)式計(jì)算分析；（3）保持溫度不變進(jìn)行反應(yīng)：CO（g）+H2O （g）H2（g）+CO2（g），4min時(shí)反應(yīng)達(dá)到平衡，測(cè)得CO的轉(zhuǎn)化率為60%，可知消耗1.2molCO，生成1.2molCO2 ， 以此可計(jì)算CO2的平均反應(yīng)速率，計(jì)算出平衡時(shí)各物質(zhì)的濃度，可計(jì)算平衡常數(shù)；
根據(jù)各物質(zhì)的濃度計(jì)算濃度冪之積，與平衡常數(shù)相比較，可確定是否達(dá)到平衡狀態(tài)．