Question

【題目】煤化工中常需研究不同溫度下平衡常數(shù)、投料比及熱值等問題．已知：CO（g）+H2O（g）H2（g）+CO2（g）平衡常數(shù)隨溫度的變化如下表：

溫度/℃	400	500	800
平衡常數(shù)K	9.94	9	1

試回答下列問題

（1）上述正向反應(yīng)是__反應(yīng) （填“放熱”或“吸熱”）

（2）要使上述反應(yīng)的正反應(yīng)速率增大且平衡向正反應(yīng)方向移動，下列措施不可行的有__

A、加入催化劑

B、增大CO的物質(zhì)的量以提高體系的壓強(qiáng)

C、降低溫度

D、減小H2的濃度

（3）向某密閉容器中充入2molCO和4molH2O（g），發(fā)生反應(yīng)：CO（g）+H2O（g）H2（g）+CO2（g），當(dāng)反應(yīng)達(dá)平衡時，CO的體積分?jǐn)?shù)為X，若維持容器的體積和溫度不變，起始物質(zhì)按下列四種配比充入該容器中，達(dá)到平衡時CO的體積分?jǐn)?shù)不等于X的有_______

A、1molCO（g）+4molH2O+2molCO2（g）+2molH2（g）

B、2molCO（g）+2molH2O+2molCO2（g）+2molH2（g）

C、1molCO（g）+3molH2O+0.8molCO2（g）+0.8molH2（g）

D、1molCO（g）+3molH2O+1molCO2（g）+1molH2（g）

（4）若反應(yīng)在800℃時進(jìn)行，設(shè)起始CO和H2O（g）共為5mol，水蒸氣的體積分?jǐn)?shù)為X；平衡時CO的轉(zhuǎn)化率為y，則y隨x變化的函數(shù)關(guān)系式為y=__

（5）在VL密閉容器中通入10mol CO和10mol水蒸氣，在T℃達(dá)到平衡，然后急速通過堿石灰，將所得混合氣體燃燒，測得放出的熱量為2845KJ（已知CO燃燒熱為283KJ/mol，H2燃燒熱為286KJ/mol），則T℃平衡常數(shù)K=__，T=__ ℃

Answer 1

【答案】 放熱- ACD BC x 1 800

【解析】（1）由表可知，溫度越高，平衡常數(shù)越小，正反應(yīng)進(jìn)行程度越小，平衡向逆反應(yīng)移動，升高溫度平衡向吸熱方向移動，故正反應(yīng)為放熱反應(yīng)，故答案為：放熱；

（2）A、加入催化劑只改變反應(yīng)速率不改變化學(xué)平衡，故A錯誤；B、增大CO的物質(zhì)的量以提高體系的壓強(qiáng)，CO（g）+H2O（g）H2（g）+CO2（g）反應(yīng)是氣體物質(zhì)的量不變的反應(yīng)，增大一氧化碳物質(zhì)的量平衡正向進(jìn)行，容器內(nèi)氣體物質(zhì)的量增大，壓強(qiáng)增大，故B正確；C、反應(yīng)是放熱反應(yīng)，降溫，速率減小平衡正向進(jìn)行，故C錯誤；D、減小氫氣濃度，平衡正向進(jìn)行，但速率減小，故D錯誤；故選ACD．

（3）向某密閉容器中充入2molCO和4molH2O（g），CO（g）+H2O（g）H2（g）+CO2（g），當(dāng)反應(yīng)達(dá)平衡時，CO的體積分?jǐn)?shù)為X；這是等效平衡中恒溫恒容且氣體分子數(shù)不變，只要將各物質(zhì)的量按方程式計量數(shù)換成CO、H2O的物質(zhì)的量之比為2：4=1:2即與原始狀態(tài)等效，按此方法分別計算四個選項，如A．1molCO（g）+4molH2O+2molCO2（g）+2molH2（g），假如反應(yīng)完全轉(zhuǎn)化為CO和H2O物質(zhì)的量為：3mol：6mol=1：2，反應(yīng)前后氣體體積不變，平衡相同，CO的體積分?jǐn)?shù)為x，故A不符合。其中BC不滿足條件。

（4）因800℃時反應(yīng)平衡常數(shù)為1．

CO（g）+H2O（g）H2（g）+CO2（g），
起始：5（1-x） 5x 0 0
轉(zhuǎn)化：5（1-x）y 5（1-x）y 5（1-x）y 5（1-x）y
平衡：5（1-x）（1-y）5（x-y+xy） 5（1-x）y 5（1-x）y
所以平衡常數(shù)k=c(H2)c(CO2)/c(CO)c(H2O)=5(1-x)y×5(1-x)y5(1-x)(1-y)×5(x-y+xy)=1，解得y=x，故答案為：y=x；

（5）由方程式CO（g）+H2O（g）H2（g）+CO2（g）可知，有1molCO反應(yīng)則生成1molH2，開始通入10molCO，所以平衡時，CO、H2的物質(zhì)的量共為10mol．則平均燃燒熱為2845KJ10mol=284.5kJ/mol，利用平均值法計算CO、H2的物質(zhì)的量之比，設(shè)CO、H2物質(zhì)的量為x、y；

x+y=10 283x+286y=2845

計算得到x=y=5mol；

利用三段式法求出平衡時各組分的物質(zhì)的量，

CO（g）+H2O（g）H2（g）+CO2（g）

起始：10mol 10mol 0 0

轉(zhuǎn)化：5mol5 mol 5mol5mol

平衡：5mol 5mol5mol5mol

所以常數(shù)平衡常數(shù)為K=1；圖表分析可知溫度為800°C。故答案為：1；800°C。