Question

6．在一固定體積的密閉容器中，充入2mol CO₂和1mol H₂發(fā)生如下化學(xué)反應(yīng)：CO₂（g）+H₂（g）?CO（g）+H₂O（g），其化學(xué)平衡常數(shù)與溫度（T）的關(guān)系如下表：

T/℃	700	800	830	1 000	1 200
K	0.6	0.9	1.0	1.7	2.6

回答下列問(wèn)題：
（1）該反應(yīng)的化學(xué)平衡常數(shù)表達(dá)式為K=$\frac{c（CO）•c（{H}_{2}O）}{c（C{O}_{2}）•c（{H}_{2}）}$．
（2）若反應(yīng)在830℃下達(dá)到平衡，則CO₂氣體的轉(zhuǎn)化率為33.3%．
（3）若絕熱時(shí)（容器內(nèi)外沒(méi)有熱量交換），平衡發(fā)生移動(dòng)的結(jié)果是使容器內(nèi)CO₂的濃度增大，則容器內(nèi)氣體溫度升高（填“升高”、“降低”或“不能確定”）．
（4）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AD（填字母序號(hào)）．
A．H₂的濃度保持不變             
B．容器內(nèi)的總壓強(qiáng)不隨時(shí)間而變化
C．單位時(shí)間內(nèi)生成n mol CO的同時(shí)，生成n mol的H₂O      
D．υ（正、CO）=υ（逆、CO₂）

Answer 1

分析 （1）平衡常數(shù)是指：一定溫度下，可逆反應(yīng)到達(dá)平衡時(shí)，生成物濃度系數(shù)次冪乘積與反應(yīng)物濃度系數(shù)次冪乘積的比；
（2）令平衡時(shí)參加反應(yīng)的CO₂的物質(zhì)的量為ymol，則：
                   CO₂（g）+H₂（g）?CO（g）+H₂O（g）
開(kāi)始（mol）：2            1              0            0
變化（mol）：y            y              y            y
平衡（mol）：2-y        1-y            y            y
再根據(jù)平衡常數(shù)K=1列方程計(jì)算解答；
（3）由表中數(shù)據(jù)可知，溫度升高平衡常數(shù)增大，說(shuō)明平衡向正反應(yīng)方向移動(dòng)，則正反應(yīng)為吸熱反應(yīng)．若絕熱時(shí)（容器內(nèi)外沒(méi)有熱量交換），平衡發(fā)生移動(dòng)的結(jié)果是使容器內(nèi)CO的濃度增大，則平衡正向移動(dòng)；
（4）可逆反應(yīng)到達(dá)平衡時(shí)，同種物質(zhì)的正逆速率相等，各組分的濃度、含量保持不變，由此衍生的其它一些量不變，判斷平衡的物理量應(yīng)隨反應(yīng)進(jìn)行發(fā)生變化，該物理量由變化到不變化說(shuō)明到達(dá)平衡

解答 解：（1）CO₂（g）+H₂（g）?CO（g）+H₂O（g）平衡常數(shù)表達(dá)式K=$\frac{c（CO）•c（{H}_{2}O）}{c（C{O}_{2}）•c（{H}_{2}）}$；
故答案為：$\frac{c（CO）•c（{H}_{2}O）}{c（C{O}_{2}）•c（{H}_{2}）}$；
（2）令平衡時(shí)參加反應(yīng)的CO₂的物質(zhì)的量為ymol，則：
                   CO₂（g）+H₂（g）?CO（g）+H₂O（g）
開(kāi)始（mol）：2             1              0            0
變化（mol）：y             y              y            y
平衡（mol）：2-y         1-y            y            y
則$\frac{y×y}{（2-y）×（1-y）}$=1，解得y=$\frac{2}{3}$，故CO₂氣體的轉(zhuǎn)化率為$\frac{\frac{2}{3}mol}{2mol}$×100%=33.3%，
故答案為：33.3%；
（3）由表中數(shù)據(jù)可知，溫度升高，平衡常數(shù)增大，說(shuō)明平衡向正反應(yīng)方向移動(dòng)，則正反應(yīng)為吸熱反應(yīng)．若絕熱時(shí)（容器內(nèi)外沒(méi)有熱量交換），平衡發(fā)生移動(dòng)的結(jié)果是使容器內(nèi)CO₂的濃度增大，則平衡逆向移動(dòng)，放出熱量，故容器內(nèi)氣體溫度升高；
故答案為：升高；
（4）A．混合氣體中c（CO）不變，說(shuō)明到達(dá)平衡，故A正確；
B．由于反應(yīng)前后氣體體積不變，容器內(nèi)壓強(qiáng)始終不變，不能說(shuō)明到達(dá)平衡，故B錯(cuò)誤；
C．單位時(shí)間內(nèi)生成n mol CO的同時(shí)，生成n mol的H₂O，都體現(xiàn)正反應(yīng)的方向，未體現(xiàn)正與逆的關(guān)系，不能說(shuō)明到達(dá)平衡，故C錯(cuò)誤；
D．υ（正、CO）=υ（逆、CO₂），說(shuō)明CO的生成速率與消耗速率相等，說(shuō)明到達(dá)平衡，故D正確；
故選：AD．

點(diǎn)評(píng) 本題考查化學(xué)平衡常數(shù)的應(yīng)用、化學(xué)平衡移動(dòng)，平衡狀態(tài)判斷等，難度中等，掌握化學(xué)平衡常數(shù)的書寫與應(yīng)用，比較容易．