Question

2．在一固定體積的密閉容器中，充入2mol CO₂和1mol H₂發(fā)生如下化學反應：CO₂（g）+H₂（g）?CO（g）+H₂O（g），其化學平衡常數與溫度（T）的關系如下表：

t（℃）	700	800	830	1000	1200
K	0.6	0.9	1.0	1.7	2.6

回答下列問題：
（1）該反應的化學平衡常數表達式為K=$\frac{c（CO）．c（{H}_{2}O）}{c（C{O}_{2}）．c（{H}_{2}）}$．
（2）若反應在830℃下達到平衡，則CO₂氣體的轉化率為$\frac{1}{3}$．
（3）若絕熱時（容器內外沒有熱量交換），平衡發(fā)生移動的結果是使容器內CO的濃度增大，則容器內氣體溫度升高（填“升高”、“降低”或“不能確定”）．
（4）在830℃達平衡后在其容器中分別僅充入1mol CO₂ 和1molCO后，該反應的v_正小于 v_逆（（填“大于”“小于”“等于”），平衡向逆方向移動．

Answer 1

分析 （1）化學平衡常數K等于生成物濃度冪之積與反應物濃度冪之積的比；
（2）若反應在830℃下達到平衡，該反應平衡常數K=1.0，該反應中各物質計量數相等且反應前后氣體計量數之和不變，該反應化學平衡常數也等于平衡時生成物物質的量之積與反應物物質的量之積的比，
   設參加反應的二氧化碳物質的量為xmol，
      CO₂（g）+H₂（g）?CO（g）+H₂O（g），
開始（mol）2    1       0       0
反應（mol）x     x       x       x
平衡（mol）2-x   1-x     x       x
化學平衡常數K=$\frac{x．x}{（2-x）．（1-x）}$=1.0，
x=$\frac{2}{3}$，二氧化碳轉化率=$\frac{參加反應的二氧化碳物質的量}{二氧化碳總物質的量}$×100%；
（3）根據表中數據知，升高溫度，平衡常數增大，則該反應的正反應是吸熱反應；若絕熱時（容器內外沒有熱量交換），平衡發(fā)生移動的結果是使容器內CO的濃度增大，說明平衡正向移動；
（4）溫度不變，化學平衡常數不變，根據濃度商與化學平衡常數相對大小確定反應方向，從而確定正逆反應速率相對大�。�

解答 解：（1）化學平衡常數K=$\frac{c（CO）．c（{H}_{2}O）}{c（C{O}_{2}）．c（{H}_{2}）}$，
故答案為：$\frac{c（CO）．c（{H}_{2}O）}{c（C{O}_{2}）．c（{H}_{2}）}$；
（2）若反應在830℃下達到平衡，該反應平衡常數K=1.0，該反應中各物質計量數相等且反應前后氣體計量數之和不變，該反應化學平衡常數也等于平衡時生成物物質的量之積與反應物物質的量之積的比，
   設參加反應的二氧化碳物質的量為xmol，
      CO₂（g）+H₂（g）?CO（g）+H₂O（g），
開始（mol）2    1       0       0
反應（mol）x     x       x       x
平衡（mol）2-x   1-x     x       x
化學平衡常數K=$\frac{x．x}{（2-x）．（1-x）}$=1.0，
x=$\frac{2}{3}$，二氧化碳轉化率=$\frac{參加反應的二氧化碳物質的量}{二氧化碳總物質的量}$×100%=$\frac{\frac{2}{3}mol}{2mol}$=$\frac{1}{3}$，
故答案為：$\frac{1}{3}$；
（3）根據表中數據知，升高溫度，平衡常數增大，則該反應的正反應是吸熱反應；若絕熱時（容器內外沒有熱量交換），平衡發(fā)生移動的結果是使容器內CO的濃度增大，說明平衡正向移動，則容器內溫度升高，故答案為：升高；
（4）溫度不變，化學平衡常數不變，加入1mol CO₂ 和1molCO后濃度商=$\frac{（\frac{2}{3}+1）.\frac{2}{3}}{（3-\frac{2}{3}）（1-\frac{2}{3}）}$=$\frac{10}{7}$＞1，則平衡向逆反應方向移動，反應速率v_正小于 v_逆，故答案為：小于；逆．

點評 本題考查化學平衡有關計算，為高頻考點，把握三段式解題方法是解本題關鍵，難點是（4）題判斷平衡移動方向，題目難度不大．