Question

在10 L的密閉容器中，進行如下化學反應：CO₂（g）＋H₂（g） CO（g）＋H₂O（g）其化學平衡常數K和溫度t的關系如下表：

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

 
請回答：
（1）該反應為           （填“吸熱”或“放熱”）反應。
（2）該反應的化學平衡常數表達式為K ＝                        。
（3）能說明該反應達到化學平衡狀態的是               （填字母）。
a．υ_正（CO₂）＝υ_正（H₂）          b．υ_逆（CO）＝υ_逆（H₂O）
c．υ_逆（H₂）＝υ_逆（H₂O）          d．υ_正（H₂）＝υ_逆（H₂）
（4）某溫度下，將CO₂和H₂各0.10 mol充入該容器中，達到平衡后，測得 c（CO）="0.0080" mol·L^-1，則CO₂的轉化率為             。
（5）某溫度下，平衡濃度符合下式：c（CO₂）·c（H₂）＝c（CO）·c（H₂O），試判斷此時的溫度為          ℃。

Answer 1

（1）吸熱 （1分）
（2）
（3）d（2分）   
（4）80%（2分）   
（5）830（2分）

試題解析：（1）升高溫度，K值增大，說明升溫平衡正向移動，所以正向為吸熱反應。
（2）根據平衡常數的定義可得
（3）當反應達到化學平衡狀態時υ_正=υ_逆，a、b、c均代表同向的反應速率，錯誤，答案選d。
（4）CO₂（g）＋H₂（g）?CO（g）＋H₂O（g）平衡后c（CO） =" 0.0080" mol·L^-1，可計算出轉化的c（CO₂）=" 0.0080" mol·L^-1，初始濃度c（CO₂）="0.1mol/10L=0.01" mol·L^-1,所以CO₂的轉化率為0.0080 mol·L^-1/0.01 mol·L^-1×100%=80%。
（5）根據c（CO₂）·c（H₂）＝c（CO）·c（H₂O）可知K=1.0，所以此時的溫度為830℃。