Question

2．研究CO、NO、NO₂等氣體的性質，以便消除污染或變廢為寶，可以保護環(huán)境、節(jié)約資源．試運用所學知識，解決下列問題：
（1）生產水煤氣過程中有以下反應：
①C（s）+CO₂（g）?2CO（g）△H₁；
②CO（g）+H₂O（g）?H₂（g）+CO₂（g）△H₂；
③C（s）+H₂O（g）?CO（g）+H₂（g）△H₃；
若平衡表達式為K=$\frac{c（H_{2}）•c（CO）}{c（H_{2}O）}$，則它所對應的化學反應方程式是（填序號）③．
（2）對反應①下列說法中能說明該反應達到平衡狀態(tài)的bcd
a．溫度和體積一定時，混合氣體的顏色不再變化
b．溫度和體積一定時，容器內的壓強不再變化
c．溫度和體積一定時，生成物的濃度不再變化
d．溫度和體積一定時，混合氣體的密度不再變化
（3）不同溫度下反應②的平衡常數(shù)如下表所示．則△H₂＜0（填“＜”或“＞”）；在500℃時，把等物質的量濃度的CO和H₂O（g）充入反應容器，達到平衡時c（CO）=0.005mol•L^-1、c（H₂）=0.015mol•L^-1，則CO的平衡轉化率為75%．

溫度/℃	400	500	800
平衡常數(shù)K	9.945795506	9	1

（4）對反應2NO₂（g）?N₂O₄（g）△H＜0在溫度為T₁、T₂時，平衡體系N₂O₄的體積分數(shù)隨壓強變化曲線如圖所示．
則T₁＜T₂（填“＞”或“＜”）；增大壓強，平衡正反應方向移動（填“正反應方向”或“逆反應方
向”或“不”）； B、C兩點的平衡常數(shù)B＞C（填“＞”或“＜”）．

Answer 1

分析 （1）根據(jù)方程式之間的關系結合蓋斯定律確定焓變關系；
（2）根據(jù)化學平衡狀態(tài)的特征解答，當反應達到平衡狀態(tài)時，正逆反應速率相等，各物質的濃度、百分含量不變，以及由此衍生的一些量也不發(fā)生變化，解題時要注意，選擇判斷的物理量，隨著反應的進行發(fā)生變化，當該物理量由變化到定值時，說明可逆反應到達平衡狀態(tài)；
（3）升高溫度，平衡向吸熱反應方向移動，根據(jù)移動方向和平衡常數(shù)的關系判斷反應熱；
根據(jù)平衡常數(shù)計算反應的CO的物質的量濃度，再結合轉化率公式計算一氧化碳的轉化率；
（4）根據(jù)溫度、壓強對該反應的影響分析，化學平衡常數(shù)只與溫度有關．

解答 解：（1）根據(jù)平衡表達式為K=$\frac{c（{H}_{2}）c（CO）}{c（{H}_{2}O）}$知，生成物中含有氫氣、一氧化碳兩種氣體，反應物中含有水蒸氣，則符合條件的只有③，所以該反應是③；
將方程式①+②得③，所以其焓變得△H₁+△H₂═△H₃（或△H₂═△H₃-△H₁，或△H₁═△H₃-△H₂，
故答案為：③；
（2）對反應①C（s）+CO₂（g）?2CO（g）△H₁；
a．溫度和體積一定時，混合氣體無顏色變化，故a錯誤；
b．溫度和體積一定時，反應前后氣體物質的量變化，當物質的量不變容器內的壓強不再變化說明反應達到平衡狀態(tài)，故b正確；
c．溫度和體積一定時，生成物的濃度不再變化是平衡標志，故c正確；
d．溫度和體積一定時，反應前后氣體質量變化，氣體體積不變，則混合氣體的密度不再變化說明反應達到平衡狀態(tài)，故d正確；
故答案為：bcd；
（3）根據(jù)表中數(shù)據(jù)知，升高溫度，化學平衡常數(shù)減小，說明平衡向逆反應方向移動，則正反應是放熱反應，△H₂＜0，根據(jù)反應方程式中各物質的關系式知，平衡時，c（CO）=0.005mol/L、c（H₂）=0.015mo/L，
參加反應的c（CO）=c（H₂）=0.015mo/L，一氧化碳的轉化率=$\frac{0.015mol/L}{0.005mol/L+0.015mol/L}$×100%=75%，
故答案為：＜；75%；
（4）該反應的正反應是放熱反應，相同壓強下，由C到A，四氧化二氮的體積分數(shù)增大，平衡向正反應方向移動，說明溫度降低，則T₁＜T₂；該反應的正反應是氣體體積減小的可逆反應，增大壓強，平衡向正反應方向移動，溫度越高，平衡常數(shù)越小，所以B＞C，
故答案為：＜；正反應方向；＞．

點評 本題考查了外界條件對化學平衡移動的影響、蓋斯定律等知識點，這些知識點都是考試熱點，會根據(jù)反應方程式特點及外界條件來分析解答，難度中等．