Question

4．在一固定容積的密閉容器中進(jìn)行著如下反應(yīng)：CO₂（g）+H₂（g）?CO（g）+H₂O（g），其平衡常數(shù)K和溫度t的關(guān)系如下：

t℃	700	800	850	1000	1200
K	2.6	1.7	1.0	0.9	0.6

（1）K的表達(dá)式為：K=$\frac{c（CO）．c（{H}_{2}O）}{c（C{O}_{2}）．c（{H}_{2}）}$；
（2）該反應(yīng)的正反應(yīng)為放熱反應(yīng)（“吸熱”或“放熱”）；原因是升高溫度平衡常數(shù)減小，平衡逆向移動(dòng)
（3）能判斷該反應(yīng)是否已經(jīng)達(dá)到化學(xué)平衡狀態(tài)的是：D
A．混合氣體總的物質(zhì)的量不變　      B．容器中壓強(qiáng)不變
C．混合體系中平均摩爾質(zhì)量不變 　　 D．混合氣體中CO濃度不變
（4）在850℃時(shí)，可逆反應(yīng)：CO₂（g）+H₂（g）?CO（g）+H₂O（g），在該容器內(nèi)各物質(zhì)的濃度變化如下：

時(shí)間/min	CO2 （mol/L）	H2 （mol/L）	CO （mol/L）	H2O（ mol/L）
0	0.200	0.300	0	0
2	0.138	0.238	0.062	0.062
3	c1	c2	c3	c3
4	c1	c2	c3	c3

試計(jì)算：（要求寫(xiě)出簡(jiǎn)單的計(jì)算過(guò)程）
①前2min，CO₂的平均反應(yīng)速率；
②3min-4min達(dá)到平衡時(shí)CO的平衡濃度c₃（c₃精確到小數(shù)點(diǎn)后面三位數(shù)）．

Answer 1

分析 （1）化學(xué)平衡常數(shù)等于生成物濃度冪之積與反應(yīng)物濃度冪之積的比；
（2）升高溫度，平衡向吸熱方向移動(dòng)，根據(jù)溫度與化學(xué)平衡常數(shù)關(guān)系確定反應(yīng)熱；
（3）可逆反應(yīng)達(dá)到平衡狀態(tài)時(shí)，正逆反應(yīng)速率相等，反應(yīng)體系中各物質(zhì)的物質(zhì)的量、物質(zhì)的量濃度、百分含量以及由此引起的一系列物理量不變；
（4）①v（CO₂ ）=$\frac{△c}{△t}$；
②850℃時(shí)該反應(yīng)化學(xué)平衡常數(shù)為1.0，根據(jù)化學(xué)平衡常數(shù)計(jì)算平衡時(shí)CO濃度．

解答 解：（1）該反應(yīng)化學(xué)平衡常數(shù)K=$\frac{c（CO）．c（{H}_{2}O）}{c（C{O}_{2}）．c（{H}_{2}）}$，故答案為：K=$\frac{c（CO）．c（{H}_{2}O）}{c（C{O}_{2}）．c（{H}_{2}）}$；
（2）根據(jù)表中數(shù)據(jù)知，升高溫度化學(xué)平衡常數(shù)減小，說(shuō)明平衡逆向移動(dòng)，則正反應(yīng)是放熱反應(yīng)，
故答案為：放熱；升高溫度平衡常數(shù)減小平衡逆向移動(dòng)；
（3）A．無(wú)論反應(yīng)是否達(dá)到平衡狀態(tài)，混合氣體總的物質(zhì)的量始終不變，不能據(jù)此判斷平衡狀態(tài)，故錯(cuò)誤；　     
 B．無(wú)論反應(yīng)是否達(dá)到平衡狀態(tài)，混合氣體總物質(zhì)的量不變，容器內(nèi)壓強(qiáng)始終不變，所以不能據(jù)此判斷平衡狀態(tài)，故錯(cuò)誤；
C．無(wú)論反應(yīng)是否達(dá)到平衡狀態(tài)，混合氣體總物質(zhì)的量不變，則平均摩爾質(zhì)量始終不變，不能據(jù)此判斷平衡狀態(tài)，故錯(cuò)誤；
D．混合氣體中CO濃度不變時(shí)，正逆反應(yīng)速率相等，反應(yīng)達(dá)到平衡狀態(tài)，故正確；
故選D；
（4）①v（CO₂ ）=$\frac{△c}{△t}$=$\frac{0.2000.138}{2}$mol/（L．min）=0.031mol/（L．min），
答：二氧化碳的平均反應(yīng)速率為0.031mol/（L．min）；
②CO₂（g）+H₂（g）?CO（g）+H₂O（g），
開(kāi)始（mol/L）0.200        0.300        0              0
反應(yīng)（mol/L）   c₃ c₃ c₃ c₃
平衡（mol/L）（0.200-c₃）（0.300-c₃） c₃ c₃
該溫度下化學(xué)平衡常數(shù)K為1.0，則$\frac{（{c}_{3}）^{2}}{（0.200-{c}_{3}）．（0.300-{c}_{3}）}$=1.0，
c₃=0.120，
答：平衡時(shí)CO濃度為0.120mol/L．

點(diǎn)評(píng) 本題考查化學(xué)平衡常數(shù)計(jì)算、化學(xué)平衡狀態(tài)判斷、外界條件對(duì)化學(xué)平衡影響等知識(shí)點(diǎn)，側(cè)重考查學(xué)生分析判斷及計(jì)算能力，注意：化學(xué)平衡常數(shù)等于平衡時(shí)生成物濃度冪之積與反應(yīng)物濃度冪之積的比，不是任意條件下的生成物濃度冪之積與反應(yīng)物濃度冪之積的比，題目難度不大．