Question

煤化工中常需研究不同溫度下平衡常數(shù)、投料比及熱值等問題．
已知：CO（g）+H₂O（g）?H₂（g）+CO₂（g）的平衡常數(shù)隨溫度的變化如下表；

溫度/℃	400	500	800
平衡常數(shù)Kc	9.94	9	1

試回答下列問題：
（1）上述反應(yīng)中的化學(xué)平衡常數(shù)表達(dá)式為：

 

．
（2）在800℃發(fā)生上述反應(yīng)，以表中的物質(zhì)的量投入恒容反應(yīng)器，其中向正反應(yīng)方向移動(dòng)的有

 

（選填A(yù)、B、C、D、E）．

	n（CO）	n（H2O）	n（H2）	n（CO2）
A	1	5	2	3
B	2	2	1	1
C	3	3	0	0
D	0.5	2	1	1
E	3	1	2	1

（3）已知在一定溫度下：C（s）+CO₂（g）?2CO（g）平衡常數(shù)K；C（s）+H₂O（g）?CO（g）+H₂（g）平衡常數(shù)K₁；CO（g）+H₂O（g）?H₂（g）+CO₂（g）平衡常數(shù)K₂，則K、K₁、K₂之間的關(guān)系是：

 

（4）在VL密閉容器中通入10molCO和10mol水蒸氣，在T℃達(dá)到平衡，然后快速通過堿石灰，將所得混合氣體燃燒，測得放出的熱量為2842kJ（已知CO燃燒熱為283kJ?mol^-1，H₂燃燒熱為286kJ?mol^-1），則T℃平衡常數(shù)K=

 

．

Answer 1

考點(diǎn)：化學(xué)平衡的計(jì)算,用化學(xué)平衡常數(shù)進(jìn)行計(jì)算

專題：計(jì)算題

分析：（1）平衡常數(shù)K為生成物濃度冪之積與反應(yīng)物濃度冪之積的比值，據(jù)此解答即可；
（2）計(jì)算濃度商Q和平衡常數(shù)比較分析判斷反應(yīng)進(jìn)行的方向；
（3）依據(jù)化學(xué)反應(yīng)的平衡常數(shù)表達(dá)式計(jì)算分析；
（4）CO、H₂的物質(zhì)的量各為10mol，根據(jù)燃燒放出的熱量求出CO、H₂各自的物質(zhì)的量，利用三段式法求出平衡時(shí)各組分的物質(zhì)的量，代入平衡常數(shù)計(jì)算．

解答： 解：（1）依據(jù)化學(xué)反應(yīng)方程式得出K=

c(H2)c(CO2)

c(CO)c(H2O)

，故答案為：K=

c(H2)?c(CO2)

c(CO)?c(H2O)

；
（2）A、Q=

3×2

1×5

=1.2＞K，平衡逆向進(jìn)行，故A不符合；
B、Q=

1×1

2×2

=0.5＜K，平衡正向進(jìn)行，故B符合；
C、Q=0＜K，平衡正向移動(dòng)，故C符合；
D、Q=

1×1

2×0.5

=1=K，平衡不移動(dòng)，故D不符合；
E、Q=

2×1

3×1

＜K，平衡正向移動(dòng)，故E符合，
故選BCE；
（3）反應(yīng)①C（s）+CO₂（g）?2CO（g）平衡常數(shù)K=

c2(CO)

c(CO2)

；
反應(yīng)②C（s）+H₂O（g）?CO（g）+H₂（g）平衡常數(shù)K₁=

c(H2)?c(CO)

c(H2O)

；
反應(yīng)③CO（g）+H₂O（g）?H₂（g）+CO₂（g） 平衡常數(shù)K₂=

c(H2)?c(CO2)

c(CO)?c(H2O)

；
所以：

K1

K2

=

c2(CO)

c(CO2)

=K，故答案為：

K1

K2

；
（4）由方程式CO（g）+H₂O（g）?H₂（g）+CO₂（g）可知，有1molCO反應(yīng)則生成1molH₂，開始通入10molCO，所以平衡時(shí)，CO、H₂的物質(zhì)的量共為10mol．則平均燃燒熱為

2842kJ

10mol

=284.2kJ/mol，
利用平均值法計(jì)算CO、H₂的物質(zhì)的量之比，設(shè)CO、H₂物質(zhì)的量為x、y；x+y=10，283x+286y=2842，計(jì)算得到x=6mol，y=4mol；利用三段式法求出平衡時(shí)各組分的物質(zhì)的量，
    CO（g）+H₂O（g）?H₂（g）+CO₂（g），
起始：10mol 10mol     0       0
轉(zhuǎn)化：4mol  4mol       4mol    4mol
平衡：6mol  6mol       4mol     4mol
所以T℃時(shí)反應(yīng)的平衡常數(shù)為K=

4×4

6×6

=

4

9

，
故答案為：

4

9

．

點(diǎn)評：本題考查了化學(xué)平衡常數(shù)概念分析計(jì)算，平衡常數(shù)和平衡三段式的計(jì)算應(yīng)用，濃度商和平衡常數(shù)影響因素分析判斷，掌握基礎(chǔ)是關(guān)鍵，題目較簡單．