Question

4．在一定體積的密閉容器中，進行如下化學反應：CO₂（g）+H₂（g）?CO（g）+H₂O（g），其化學平衡常數(shù)K和溫度t的關系如表：

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(shù)表達式為K=$\frac{c（CO）c（{H}_{2}O）}{c（C{O}_{2}）c（{H}_{2}）}$．
（2）該反應為吸熱反應（選填“吸熱”、“放熱”）．
（3）能說明該反應達到化學平衡狀態(tài)的是bc．
a．容器中壓強不變             b．混合氣體中c（CO）不變   
c．υ_正（H₂）=υ_逆（H₂O）          d．c（CO₂）=c（CO）
（4）某溫度下，平衡濃度符合下式：3c（CO₂）•c（H₂）=5c（CO）•c（H₂O），試判斷此時的溫度為700℃．
（5）830℃時，在1L密閉容器中分別投入lmolH₂和1molCO₂反應達到化學平街時，CO₂的轉化率為50%；保持溫度不變．在平衡體系中再充入1molH₂和1molCO₂重新達到化學平衡時，CO₂的平衡轉化率不變（填“增大”“減小”或“不變”）．

Answer 1

分析 （1）化學平衡常數(shù)是指：一定溫度下，可逆反應到達平衡時，生成物的濃度系數(shù)次冪之積與反應物的濃度系數(shù)次冪之積的比，固體、純液體不需要在化學平衡常數(shù)中寫出；
（2）由表中數(shù)據(jù)可知，隨溫度升高平衡常數(shù)增大，說明升高溫度平衡正向移動；
（3）化學平衡狀態(tài)的標志：正逆反應速率相等，各組分含量保持不變；
（4）某溫度下，各物質(zhì)的平衡濃度符合下式：3c（CO₂）•c（H₂）=5c（CO）•c（H₂O），則平衡常數(shù)K=0.6；
（5）結合平衡常數(shù)K=1和化學平衡三行計算列式得到，持溫度不變．在平衡體系中再充入1molH₂和1molCO₂重新達到化學平衡相當于增大壓強，反應前后氣體物質(zhì)的量不變，壓強改變不改變平衡．

解答 解：（1）CO₂（g）+H₂（g）?CO（g）+H₂O（g）的化學平衡常數(shù)表達式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）由表中數(shù)據(jù)可知，隨溫度升高平衡常數(shù)增大，說明升高溫度平衡正向移動，則正反應是吸熱反應，
故答案為：吸熱；
（3）a．反應是一個反應前后體積不變的反應，壓強的改變不會要引起平衡移動，故a錯誤；
b．混合氣體中c（CO）不變，說明正逆反應速率相等，故b正確；
c．υ_正（H₂）=υ_正（H₂O）=υ_逆（H₂O），達平衡狀態(tài)，故c正確；
d．平衡時，兩者的濃度不變，而不一定相等，故d錯誤；
故答案為：bc；
（4）某溫度下，各物質(zhì)的平衡濃度符合下式：3c（CO₂）•c（H₂）=5c（CO）•c（H₂O），則平衡常數(shù)K=$\frac{c（CO）c（{H}_{2}O）}{c（C{O}_{2}）c（{H}_{2}）}$=0.6，所處溫度為700℃，
故答案為：700；
（5）反應前后氣體物質(zhì)的量不變，可以利用物質(zhì)的量代替平衡濃度計算平衡常數(shù)，設二氧化碳消耗物質(zhì)的量x，
                         CO₂（g）+H₂（g）?CO（g）+H₂O（g），
起始量（mol）   1              1                0               0
變化量（mol）  x              x                 x               x
平衡量（mol） 1-x          1-x                x             x
$\frac{{x}^{2}}{（1-x）^{2}}$=1
x=0.5
二氧化碳轉化率=$\frac{0.5mol}{1mol}$×100%=50%，
保持溫度不變．在平衡體系中再充入1molH₂和1molCO₂重新達到化學平衡相當于增大壓強，反應前后氣體物質(zhì)的量不變，壓強改變不改變平衡，CO₂的平衡轉化率不變，
故答案為：50%；不變．

點評 本題考查學生化學平衡常數(shù)的含義和表達式的書寫知識，平衡標志的分析判斷，可以根據(jù)所學知識進行回答，題目難度不大．