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)的平衡常數(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）上述正向反應是________(填“放熱”或“吸熱”)反應。

（2）在800 ℃發(fā)生上述反應，以表中的物質的量投入恒容反應器，其中向正反應方向移動的有________(填下表中字母編號)。

	n(CO)	n(H2O)	n(H2)	n(CO2)
A	1	5	2	3
B	2	2	1	1
C	3	3	0	0
D	0.5	2	1	1

（3）已知在一定溫度下：

C(s)＋CO2(g)2CO(g) 平衡常數(shù)K1；

C(s)＋H2O(g)CO(g)＋H2(g) 平衡常數(shù)K2；

CO(g)＋H2O(g)H2(g)＋CO2(g) 平衡常數(shù)K；

則K、K1、K2之間的關系是________。

（4）若在500 ℃時進行，設起始時CO和H2O的起始濃度均為0.020 mol·L－1，在該條件下，CO平衡時的轉化率為______________。

Answer 1

【答案】（1）放熱

（2）BC

（3）K＝

（4）75%

【解析】

試題分析：（1）由表中數(shù)據(jù)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，則正反應為放熱反應。故答案為：放熱；

（2）根據(jù)800℃時，平衡常數(shù)K=1計算。A．Q=(2×3)/(1×5)＞1，反應向逆反應方向移動，故A錯誤；

B．Q=(1×1)/(2×2)＜1，反應向正反應方向移動，故B正確；C．只有反應物，反應向正反應方向移動，故C正確；D．Q=(1×1)/(0.5×2)=1，達到平衡狀態(tài)，平衡不移動，故D錯誤。故答案為：BC；

（3）依題意可知：C(s)＋CO2(g)2CO(g) 平衡常數(shù)K1；

C(s)＋H2O(g)CO(g)＋H2(g) 平衡常數(shù)K2；

CO(g)＋H2O(g)H2(g)＋CO2(g) 平衡常數(shù)K；

③=②-①，故K＝。

故答案為：K= K＝；

（1）對于反應 CO(g)+H2O(g)H2(g)+CO2(g)，

開始（mol/L）：0.02 0.02 0 0

變化（mol/L）：c c c c

平衡（mol/L）：0.02-c 0.02-c c c

所以[c×c]/[(0.020c)×(0.020c)]=9，解得c=0.015

所以CO的轉化率為0.015mol/L÷0.020mol/L×100%=75%。

故答案為：75%。