Question

【題目】CO是生產(chǎn)羰基化學(xué)品的基本原料，對(duì)于以水煤氣為原料提取CO的工藝，如果氫氣
未能充分利用，則提高了CO生產(chǎn)成本，所以在煤化工中常需研究不同溫度下的平衡常數(shù)、投料比及熱值問(wèn)題．反應(yīng)CO（g）+H2O （g）H2（g）+CO2（g）的平衡常數(shù)隨溫度的變化如表：

溫度/℃	400	500	800
平衡常數(shù)K	9.94	9	a

（1）上述反應(yīng)的逆反應(yīng)是（填“放熱”或“吸熱”）反應(yīng)．
（2）已知在一定溫度下：C（s）+CO2（g）2CO（g） K
C（s）+H2O （g）H2（g）+CO（g） K1
CO（g）+H2O （g）H2（g）+CO2（g） K2
則K、K1、K2、之間的關(guān)系是 ．
（3）800℃時(shí)，在2L的恒容密閉容器中，充入2.0molCO（g）和3.0molH2O（g），保持溫度不變進(jìn)行反應(yīng)：CO（g）+H2O （g）H2（g）+CO2（g），4min時(shí)反應(yīng)達(dá)到平衡，測(cè)得CO的轉(zhuǎn)化率為60%．
①0～4min內(nèi)，CO2的平均反應(yīng)速率為molL﹣1min﹣1 ， 800℃時(shí)a= ．
②800℃時(shí)四個(gè)不同容器中發(fā)生上述反應(yīng)，測(cè)得各物質(zhì)的濃度（molL﹣1）如表，其中達(dá)到平衡狀態(tài)的是（填字母）．

	A	B	C	D
c（CO2）	3	1	0.8	1
c（H2）	2	1	0.8	1
c（CO）	1	2	3	0.5
c（H2O）	2	2	3	2

Answer 1

【答案】
（1）吸熱
（2）K=
（3）0.15,1,D
【解析】解：（1）由表可知，溫度越高，平衡常數(shù)越小，反應(yīng)進(jìn)行程度越小，平衡向逆反應(yīng)移動(dòng)，升高溫度平衡向吸熱方向移動(dòng)，故正反應(yīng)為放熱反應(yīng)，逆反應(yīng)為吸熱反應(yīng)；
（2）反應(yīng)①C（s）+CO2（g）2CO（g）平衡常數(shù)K= ；

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

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

所以： = =K；

（3）①保持溫度不變進(jìn)行反應(yīng)：CO（g）+H2O （g）H2（g）+CO2（g），4min時(shí)反應(yīng)達(dá)到平衡，測(cè)得CO的轉(zhuǎn)化率為60%，可知消耗1.2molCO，生成1.2molCO2，

v= =0.15molL﹣1min﹣1，

	CO（g）+	H2O （g）	H2（g）+	CO2（g）
起始（mol/L）	1	1.5	0	0.
轉(zhuǎn)化（mol/L）	0.6	0.6	0.6	0.6
平衡（mol/L）	0.4	0.9	0.6	0.6

K= =1；

②如達(dá)到平衡，則平衡常數(shù)K=1，

A. = =3＞1，沒有達(dá)到平衡狀態(tài)，故A錯(cuò)誤；

B. = = 小于1，反應(yīng)向正反應(yīng)進(jìn)行，故B錯(cuò)誤；

C. = ＜1，沒有達(dá)到平衡狀態(tài)，故C錯(cuò)誤；

D. = =1，處于平衡狀態(tài)，故D正確；
故答案為：（1）吸熱；（2）K=；（3）0.15；1；D．
（1）由表格數(shù)據(jù)“溫度升高，平衡常數(shù)變小”，結(jié)合溫度對(duì)平衡移動(dòng)的影響，確定反應(yīng)的熱效應(yīng)；
（2）根據(jù)反應(yīng)的方程式，確定K、K1、K2的表達(dá)式，再根據(jù)三個(gè)表達(dá)式確定三者之間的關(guān)系；
（3）①根據(jù)公式、計(jì)算；
②通過(guò)計(jì)算各個(gè)選項(xiàng)中的值與平衡常數(shù)K值的大小，確定反應(yīng)進(jìn)行的方向。