Question

18．在一定體積的密閉容器中，進(jìn)行如下化學(xué)反應(yīng)：CO₂（g）+H₂（g）?CO（g）+H₂O（g），其化學(xué)平衡常數(shù)K和溫度T的關(guān)系如下表：

t/℃	700	800	830	1000	1200
K	0.6	0.9	1.0	1.7	2.6

回答下列問題：
（1）該反應(yīng)為吸熱反應(yīng)（填“吸熱”、“放熱”），寫出該反應(yīng)的平衡常數(shù)表達(dá)式：K=$\frac{c（CO）c（{H}_{2}O）}{c（C{O}_{2}）c（{H}_{2}）}$．
（2）能使該反應(yīng)的反應(yīng)速率增大，且平衡向正反應(yīng)方向移動(dòng)的是bc．
a．及時(shí)分離出CO氣體          b．適當(dāng)升高溫度
c．增大CO₂的濃度             d．選擇高效催化劑
（3）能判斷該反應(yīng)是否達(dá)到化學(xué)平衡狀態(tài)的依據(jù)是bc．
a．容器中壓強(qiáng)不變             b．混合氣體中 c（CO）不變
c．v_正（H₂）=v_逆（H₂O）        d．c（CO₂）=c（CO）
（4）某溫度下，平衡濃度符合下式：c（CO₂）•c（H₂）=c（CO）•c（H₂O），試判斷此時(shí)的溫度為830℃．
（5）若在（4）所處的溫度下，在1L的密閉容器中，加入2molCO₂和3molH₂充分反應(yīng)達(dá)平衡時(shí)，H₂的物質(zhì)的量為b，CO₂的物質(zhì)的量為c．
a．等于1.0mol                     b．大于1.0mol
c．大于0.5mol，小于1.0mol          d．無法確定．

Answer 1

分析 （1）由數(shù)據(jù)可知，平衡常數(shù)隨溫度升高增大，說明溫度升高平衡正向進(jìn)行；CO₂（g）+H₂（g）?CO（g）+H₂O（g），平衡常數(shù)是利用生成物平衡濃度的冪次方乘積除以反應(yīng)物平衡濃度冪次方乘積得到；
（2）a．及時(shí)分離出CO氣體，反應(yīng)速率減�。�
b．適當(dāng)升高溫度，反應(yīng)速率加快，且該反應(yīng)為吸熱反應(yīng)；
c．增大CO₂的濃度，反應(yīng)物濃度增大；
d．選擇高效催化劑，平衡不移動(dòng)；
（3）結(jié)合平衡的特征“等、定”及衍生的物理量判定平衡狀態(tài)；
（4）某溫度下，各物質(zhì)的平衡濃度符合下式：c（CO₂）•c（H₂）=c（CO）•c（H₂O），說明 K=1；
（5）若在（4）所處的溫度下，在1L的密閉容器中，加入2mol CO₂和3mol H₂充分反應(yīng)達(dá)平衡時(shí)，設(shè)氫氣消耗物質(zhì)的量為x；
                         CO₂（g）+H₂（g）?CO（g）+H₂O（g）
起始量（mol/L）  2              3             0            0
變化量（mol/L）  x               x             x            x
平衡量（mol/L）  2-x           3-x            x           x
K=$\frac{{x}^{2}}{（2-x）（3-x）}$=1，以此來解答．

解答 解：（1）由圖表數(shù)據(jù)可知，平衡常數(shù)隨溫度升高增大，說明溫度升高平衡正向進(jìn)行，正反應(yīng)是吸熱反應(yīng)；CO₂（g）+H₂（g）?CO（g）+H₂O（g），平衡常數(shù)是利用生成物平衡濃度的冪次方乘積除以反應(yīng)物平衡濃度冪次方乘積得到，K=$\frac{c（CO）c（{H}_{2}O）}{c（C{O}_{2}）c（{H}_{2}）}$，
故答案為：吸熱；$\frac{c（CO）c（{H}_{2}O）}{c（C{O}_{2}）c（{H}_{2}）}$；
（2）a．及時(shí)分離出CO氣體，反應(yīng)速率減小，平衡正向移動(dòng)，故錯(cuò)誤；
b．適當(dāng)升高溫度，反應(yīng)速率加快，平衡正向移動(dòng)，故正確；
c．增大CO₂的濃度反應(yīng)速率加快，平衡正向移動(dòng)，故正確；
d．選擇高效催化劑，能使該反應(yīng)的反應(yīng)速率增大，但平衡不移動(dòng)，故錯(cuò)誤；
故答案為：bc；
（3）a、反應(yīng)是一個(gè)反應(yīng)前后體積不變的反應(yīng)，壓強(qiáng)的改變不會(huì)要引起平衡移動(dòng)，故a錯(cuò)誤；
b、化學(xué)平衡時(shí)，各組分的濃度不隨時(shí)間的改變而改變，故b正確；
c、化學(xué)平衡狀態(tài)的標(biāo)志是v_正=v_逆，所以v_正（H₂）=v_逆（H₂O）表明反應(yīng)達(dá)到平衡狀態(tài)，故c正確；
d、c（CO₂）=c（CO）時(shí)，不能表明正逆反應(yīng)速率相等，不一定達(dá)到了平衡狀態(tài)，故d錯(cuò)誤；
故答案為：bc；
（4）某溫度下，各物質(zhì)的平衡濃度符合下式：c（CO₂）•c（H₂）=c（CO）•c（H₂O），說明 K=1，對(duì)應(yīng)的溫度是830℃，
故答案為：830；
（5）若在（4）所處的溫度下，在1L的密閉容器中，加入2mol CO₂和3mol H₂充分反應(yīng)達(dá)平衡時(shí)，設(shè)氫氣消耗物質(zhì)的量為x；
                         CO₂（g）+H₂（g）?CO（g）+H₂O（g）
起始量（mol/L）  2              3             0            0
變化量（mol/L）  x               x             x            x
平衡量（mol/L）  2-x           3-x            x           x
K=$\frac{{x}^{2}}{（2-x）（3-x）}$=1，解得x=1.2，反應(yīng)達(dá)平衡時(shí)，H₂的物質(zhì)的量3mol-1.2mol=1.8mol，選b；CO₂的物質(zhì)的量為0.8mol，選c，
故答案為：b；c．

點(diǎn)評(píng) 本題考查化學(xué)平衡的計(jì)算，為高頻考點(diǎn)，把握化學(xué)平衡三段法、平衡移動(dòng)為解答的關(guān)鍵，側(cè)重分析與計(jì)算能力的考查，注意K只與溫度有關(guān)及表格數(shù)據(jù)應(yīng)用，題目難度不大．