Question

已知：CO(g)＋H2O(g)CO2(g)＋H2(g)　ΔH＝Q，其平衡常數(shù)隨溫度變化如下表所示：

溫度/℃	400	500	850
平衡常數(shù)	9.94	9	1

請回答下列問題：

(1)上述反應(yīng)的化學(xué)平衡常數(shù)表達(dá)式為____________。該反應(yīng)的Q______0(填“＞”或“＜”)。

(2)850 ℃時在體積為10 L的反應(yīng)器中，通入一定量的CO和H2O(g)，發(fā)生上述反應(yīng)，CO和H2O(g)的物質(zhì)的量濃度變化如圖所示，則0～4 min時平均反應(yīng)速率v(CO)＝____________。

(3)若在500 ℃時進(jìn)行。且CO、H2O(g)的起始濃度均為0.020 mol·L－1 ，該條件下，CO的最大轉(zhuǎn)化率為　　　　　　。

(4)若在850 ℃時進(jìn)行，設(shè)起始時CO和H2O(g)共為1 mol，其中H2O(g)的體積分?jǐn)?shù)為x，平衡時CO的轉(zhuǎn)化率為y，試推導(dǎo)y隨x變化的函數(shù)關(guān)系式為________。

Answer 1

答案　(1)K＝　＜　

(2)0.03 mol·L－1·min－1　(3)75%　(4)y＝x

解析　(1)可逆反應(yīng)CO(g)＋H2O(g)CO2(g)＋H2(g)的平衡常數(shù)K＝。由表中數(shù)據(jù)可知，溫度越高，平衡常數(shù)越小，平衡向逆反應(yīng)方向移動，因升高溫度平衡向吸熱方向移動，故正反應(yīng)為放熱反應(yīng)。(2)由圖像可知：CO在4 min內(nèi)濃度減小了0.20 mol·L－1－0.08 mol·L－1＝0.12 mol·L－1，則v(CO)＝＝0.03 mol·L－1·min－1。(3)500 ℃時平衡常數(shù)為9，設(shè)CO最多能轉(zhuǎn)化x mol·L－1，則

　　　　　　　CO(g)＋H2O(g)CO2(g)＋H2(g)

起始(mol·L－1):  0.02  0.02  0  0

轉(zhuǎn)化(mol·L－1):  x  x  x  x

平衡(mol·L－1):  0.02－x  0.02－x  x  x

則有＝9，解得x＝0.015，則CO的最大轉(zhuǎn)化率為×100%＝75%。(4)850 ℃時平衡常數(shù)為1，有

　　　　　　CO(g) ＋ H2O(g)  CO2(g)＋ H2(g)

起始 (mol·L－1):  1－x  x  0  0

轉(zhuǎn)化 (mol·L－1):  y(1－x)  y(1－x)  y(1－x)  y(1－x)

平衡 (mol·L－1):  1－x－y＋xy  x－y＋xy  y(1－x)  y(1－x)

則有：＝1，解得y＝x。