Question

【題目】在一定體積的密閉容器中，進行如下化學反應：CO(g)+H2O(g) CO2(g)+H2(g)，其化學平衡常數(shù)K和溫度t的關系如下表：

t℃	700	800	830	1000	1200
K	1.7	1.1	1.0	0.6	0.4

回答下列問題：

（1）該反應的化學平衡常數(shù)表達式為K=__________,該反應為__________反應（填吸熱或放熱）。若改變條件使平衡向正反應方向移動，則平衡常數(shù)_____________（填序號）

①一定不變 ②一定減小 ③可能增大 ④增大、減小、不變皆有可能

（2）能判斷該反應是否達到化學平衡狀態(tài)的依據(jù)是___________。

（a）容器中壓強不變 （b）混合氣體中c（CO）不變

（c）v逆(H2)=v正(H2O) （d）c（CO）=c（CO2）

（3） 將不同量的CO (g) 和H2O (g) 分別通入到體積為2 L的恒容密閉容器中，進行反應CO (g) ＋ H2O (g)CO2 (g) ＋ H2 (g)，得到如下三組數(shù)據(jù)：

實驗組	溫度/℃	起始量/mol		平衡量/mol		達到平衡所需時間/min
		H2O	CO	CO2	CO
A	650	2	4	1.6	2.4	5
B	900	1	2	0.4	1.6	3
C	900	a	b	c	d	t

①實驗A中以υ(H2) 表示的反應速率為 。

②通過計算可知，CO的轉化率實驗A 實驗B(填“大于”、“等于”或“小于”)，該反應的正反應為 （填“吸”或“放”）熱反應。

③若實驗C要達到與實驗B相同的平衡狀態(tài)，則a、b應滿足的關系是 （用含a、b的數(shù)學式表示）。

Answer 1

【答案】（1）K=[c(CO2)×c(H2)]/[c(CO)×c(H2O)]；放熱，③；

（2）b c；（3） ① 0.16 mol L -1 min -1 ； ②大于，放；③b=2a 。

【解析】

試題分析：（1）根據(jù)化學平衡常數(shù)的定義，因此K=[c(CO2)×c(H2)]/[c(CO)×c(H2O)]；化學平衡常數(shù)只受溫度影響，根據(jù)表格數(shù)據(jù)，隨著溫度的升高，化學平衡常數(shù)減小，說明反應向逆反應方向進行，根據(jù)勒夏特列原理，正反應是放熱反應；化學平衡向正反應方向移動，可能改變溫度，也可能改變濃度，但化學平衡常數(shù)只受溫度影響，因此平衡常數(shù)可能增大，故選項③正確；

（2）a、反應前后氣體系數(shù)之和相等，壓強不變不能作為達到平衡的標志，故錯誤；b、根據(jù)化學平衡狀態(tài)定義，當濃度不再改變，說明反應達到平衡，故正確；c、根據(jù)化學平衡常數(shù)定義，當正逆反應速率相等，說明反應達到平衡，故正確；d、沒有說明起始濃度，不能作為平衡的標志，故錯誤；（3）①根據(jù)化學反應速率的定義，v(H2)=1.6/(2×5) mol L -1 min -1=0.16 mol L -1 min -1；②A中CO的轉化率=(4－2.4)/4×100%=40%，B中CO的轉化率(2－1.6)/2×100%=20%，因此A大于B，B的溫度大于A的溫度，根據(jù)勒夏特列原理，因此升高溫度，平衡向逆反應方向移動，即正反應方向為放熱反應；③C和B具有相同平衡狀態(tài)，說明是等效平衡，恒溫恒容狀態(tài)下，反應氣體系數(shù)之和相等，投入量比值與原平衡投入量的比值相等，即a：b=1：2，即b=2a。