Question

I．煤化工中常需研究不同溫度下平衡常數(shù)、投料比等問(wèn)題．
已知：CO（g）+H₂O（g）?H₂（g）+CO₂（g）平衡常數(shù)K隨溫度的變化如下表：

溫度/℃	400	500	800
平衡常數(shù)K	9.94	9	1

回答下列問(wèn)題
（1）該反應(yīng)的平衡常數(shù)表達(dá)式K=

 

，△H=

 

0（填“＜”、“＞”、“=”）
（2）已知在一定溫度下，CCs）+CO₂（g）?2C0（g）平衡常數(shù)K₁；C（s）+H₂O（g）?CO（g）+H₂（g）平衡常數(shù)K₂，則K、K₁、K₂之間的關(guān)系是

 

：
（3）800℃時(shí)，向一個(gè)10L的恒容反應(yīng)器中充入0.40mol CO和1.60mol水蒸氣，經(jīng)一段時(shí) 間后反應(yīng)達(dá)到平衡，此時(shí)CQ的轉(zhuǎn)化率為

 

：若保持其他條件不變，向平衡體系中 再通入O.1Omol CO和O.40mol C0₂，此時(shí)v_正

 

v_逆 （填“＞”、“=”或“＜”）．
Ⅱ．某小組利用H₂C₂0₄溶液和酸性KMn0₄溶液反應(yīng)來(lái)探究“條件對(duì)化學(xué)反應(yīng)速＞的影響”．
（4）向酸性KMn0₄溶液中加入一定量的H₂C₂0₄溶液，當(dāng)溶液中的KMn0₄耗盡后，紫色溶 液將褪去．為確保能觀察到紫色褪去，H₂C₂0₄與KMn0₄初始的物質(zhì)的量需要滿足的關(guān)系為n（H₂C₂0₄）：n（KMnO₄）

 

．
（5）為探究反應(yīng)物濃度對(duì)化學(xué)反應(yīng)速率的影響，該小組設(shè)計(jì)了如下實(shí)驗(yàn)方案

實(shí)驗(yàn)序號(hào)	反應(yīng)溫度/℃	H2C2O4溶液		酸性KMnO4溶液		H2O
		V/mL	c/（mol?L-1）	V/mL	c/（mol?L-1）	V/mL
①	25	8.0	0.20	5.0	0.010	0
②	25	6.0	0.20	5.0	0.010	x

表中x=

 

 mL，理由

 

．
（6）已知50℃時(shí)，濃度c（H₂C₂0₄）隨反應(yīng)時(shí)間t的變化曲線如圖示，若保持其他條件不變，請(qǐng)?jiān)诖痤}卡坐標(biāo)圖中畫(huà)出25℃時(shí)c（H₂C₂0₄）隨t的變化曲線示意圖．

Answer 1

考點(diǎn)：化學(xué)平衡常數(shù)的含義,化學(xué)平衡的影響因素,物質(zhì)的量或濃度隨時(shí)間的變化曲線

專題：化學(xué)平衡專題

分析：（1）根據(jù)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；
（2）根據(jù)平衡常數(shù)的表達(dá)式推斷；
（3）令CO的濃度變化為c，用三段式表示出各物質(zhì)變化的濃度、平衡時(shí)的濃度，再根據(jù)平衡常數(shù)計(jì)算，比較濃度商與平衡常數(shù)K的關(guān)系；
（4）根據(jù)化合價(jià)升降相等，來(lái)配平即可；
（5）研究反應(yīng)物濃度對(duì)化學(xué)反應(yīng)速率的影響，其條件不變的情況下只改變溫度；
（6）根據(jù)溫度降低反應(yīng)速率減小畫(huà)出25℃時(shí)c（MnO₄^-）～t的變化曲線示意圖．

解答： 解：（1）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，故K=

c(CO2)?c(H2)

c(CO)?c(H2O)

，升高溫度，平衡常數(shù)減小，平衡逆向移動(dòng)，故正反應(yīng)為放熱反應(yīng)，

故答案為：（1）K=

c(CO2)?c(H2)

c(CO)?c(H2O)

；＜；
（2）①C（s）+CO₂（g）?2CO（g）平衡常數(shù)K₁；
②C（s）+H₂O（g）?CO（g）+H₂（g）平衡常數(shù)K₂；
③CO（g）+H₂O（g）?H₂（g）+CO₂（g）平衡常數(shù)K；③=②-①，故K=

K2

K1

，故答案為：K=

K2

K1

；
（3）對(duì)于反應(yīng) CO（g）+H₂O（g）?H₂（g）+CO₂（g），
開(kāi)始（mol/L）：0.04 0.16        0         0
變化（mol/L）：c     c          c         c
平衡（mol/L）：0.04-c 0.16-c    c        c
所以

c×c

(0.04-c)×(0.16-c)

=9，解得c=0.032
所以CO的轉(zhuǎn)化率為

0.032mol/L

0.04mol/L

×100%=80%．
則平衡時(shí)各量為：
對(duì)于反應(yīng)     CO（g）+H₂O（g）?H₂（g）+CO₂（g），
開(kāi)始（mol/L）：0.04  0.16       0       0
變化（mol/L） 0.032  0.032     0.032   0.032
平衡（mol/L）：0.008 0.128     0.032   0.032
改變后的量為：CO（g）+H₂O（g）?H₂（g）+CO₂（g），
改變后（mol/L）：0.018  0.128     0.032    0.072
Qc=

0.032×0.072

0.018  ×0.128

=1=K，所以平衡不移動(dòng)，
故答案為：80%；=；
（4）H₂C₂0₄中碳由+3

變成

+4價(jià)，升高1×2；
而錳由+7

變成

+2，降低5價(jià)；升降守恒，所以最小公倍數(shù)為5；即n（H₂C₂0₄）：n（KMnO₄）≥2.5，故答案為：≥2.5；
（5）只改變草酸的濃度，而混合溶液的體積不變，8+5-5-6=2mlL，對(duì)照實(shí)驗(yàn)，只改變其中的一個(gè)條件，故答案為：2；保證其它條件不變，只改變H₂C₂O₄的濃度，從而達(dá)到對(duì)比的目的；
（6）25℃時(shí)反應(yīng)速率小于50℃時(shí)，所以高錳酸根離子的濃度變化比50℃時(shí)小，反應(yīng)需要的時(shí)間大于50℃條件下需要的時(shí)間，據(jù)此畫(huà)出25℃時(shí)c（MnO₄^-）～t的變化曲線示意圖為：，故答案為：．

點(diǎn)評(píng)：本題考查了化學(xué)平衡常數(shù)，以反應(yīng)的熱效應(yīng)，根據(jù)平衡常數(shù)求轉(zhuǎn)化率，題目難度中等，試題側(cè)重對(duì)學(xué)生能力的培養(yǎng)和解題方法的指導(dǎo)與訓(xùn)練，旨在考查學(xué)生靈活運(yùn)用基礎(chǔ)知識(shí)解決實(shí)際問(wèn)題的能力．