Question

2．工業(yè)上制備H₂的一種重要方法是：CO（g）+H₂O（g）?CO₂ （g）+H₂（g）△H=Q kJ/mol．已知該反應的平衡常數(shù)K與溫度T的關系如圖所示．若在一固定容積的密閉容器中，850℃時發(fā)生上述反應，測得容器內各物質的濃度 （mol/L）隨時間的變化關系如表：已知：850℃時該反應的化學平衡常數(shù)K=1.0，請回答下列問題：

時間/min	CO（g）	H2O（g）	CO2（g）	H2（g）
0	0.200	0.300	0	0
2	0.138	0.238	0.062	0.062
3	c1	c2	c3	c4
4	c1	c2	c3	c4

（1）Q＜0（填“＞”、“=”或“＜”）．
（2）若在850℃時向反應容器中充人H₂O（g），K 值不變（填“增大”、“減小”或“不變”）．
（3）上表中 c₂為0.18mol/L，CO（g）的轉化率為60%．

Answer 1

分析 （1）由圖可知，溫度越高平衡常數(shù)越小，說明升高溫度平衡向逆反應移動，據(jù)此判斷△H；
（2）平衡常數(shù)只與溫度有關；
（3）根據(jù)三段式解題法，求出反應混合物各組分濃度的變化量、平衡時各組分的濃度，轉化率=$\frac{CO的濃度變化}{CO的起始濃度}$×100%．

解答 解：（1）由圖可知，溫度越高平衡常數(shù)越小，說明升高溫度平衡向逆反應移動，升高溫度平衡向吸熱反應移動，故△H＜0，故答案為：＜；
（2）在850℃時向反應容器中充入H₂O（g），平衡正向移動，但K值不變；故答案為：不變；
（3）CO+H₂O（g）?CO₂ +H₂，
起始（mol/L） 0.200  0.300      0   0
反應（mol/L）   a       a      a   a
平衡（mol/L） 0.200-a 0.300-a  a   a
K=$\frac{a×a}{（0.200-a）•（0.300-a）}$=1，解得a=0.12，
所以c₂=0.300-a=0.18，CO（g）的轉化率為$\frac{CO的濃度變化}{CO的起始濃度}$×100%=$\frac{0.12}{0.200}$×100%=60%，
故答案為：0.18；60%．

點評 本題考查化學平衡常數(shù)及影響因素、平衡移動以及計算等，難度中等，注意化學平衡常數(shù)是溫度的函數(shù)，溫度不變K不變．