Question

【題目】煤化工中常需研究不同溫度下平衡常數(shù)、投料比等問題。

已知：CO(g)+H2O(g)H2(g)+CO2(g)平衡常數(shù)K隨溫度的變化如下表：

溫度/℃	400	500	800
平衡常數(shù)K	9.94	9	1

回答下列問題

(1)該反應的平衡常數(shù)表達式K= ，△H 0(填“＜”、“＞”、“=”)

(2)已知在一定溫度下，C(s)+CO2(g)2CO(g)平衡常數(shù)K1

C(s)+H2O(g)H2(g)+CO(g)平衡常數(shù)K2，

則K、K1、K2，之間的關(guān)系是 。

(3)800℃時，向一個10L的恒容反應器中充入0.40molCO和1.60mol水蒸氣，經(jīng)一段時 間后反應達到平衡，此時CO的轉(zhuǎn)化率為 ；若保持其他條件不變，向平衡體系中再通入0.10molCO和0.40mol CO2，此時v正 v逆 (填“＞”、“=”或“＜”)．

Answer 1

【答案】(1)K = ＜ (2)K= (3) 80% =

【解析】

試題分析：（1）根據(jù)化學方程式可知，該反應的平衡常數(shù)表達式為K =；由于隨著溫度的升高，由于隨著溫度的升高，平衡常數(shù)減小，說明平衡逆向移動，因此該反應是放熱反應，△H＜0；

（2）CO(g)+H2O(g)H2(g)+CO2(g) K①；

C(s)+CO2(g)2CO(g) K1②；

C(s)+H2O(g)H2(g)+CO(g) K2③；

由于三個方程式的關(guān)系是：①=③－②，根據(jù)蓋斯定律可知，K=；

（3）由題意可知，當溫度為800℃時，CO與水蒸氣反應的平衡常數(shù)K=1，據(jù)此進行計算：

CO(g)+H2O(g)H2(g)+CO2(g)

起始濃度（mol/L） 0.04 0.16 0 0

轉(zhuǎn)化濃度（mol/L） x x x x

平衡濃度（mol/L） 0.04－x 0.16－x x x

K==1

解得：x=0.032 mol/L，即CO轉(zhuǎn)化了0.32mol，CO的轉(zhuǎn)化率為：0.32/0.4=80%；

平衡時，各物質(zhì)的濃度分別為：

CO(g)+H2O(g)H2(g)+CO2(g)

0.008 0.128 0.032 0.032

若保持其他條件不變，向平衡體系中再通入0.10molCO和0.40mol CO2，通入的瞬間，各物質(zhì)的濃度為：

CO(g)+H2O(g)H2(g)+CO2(g)

0.018 0.128 0.032 0.072

濃度熵Q==1=K，因此平衡不移動，故v正=v逆。