Question

（12分）低碳經(jīng)濟(jì)呼喚新能源和清潔環(huán)保能源。煤化工中常需研究不同溫度下的平衡常數(shù)、投料比及熱值等問題。

已知：CO(g)＋H2O(g)H2(g)＋CO2(g)的平衡常數(shù)隨溫度的變化如下表：

溫度/℃	400	500	850
平衡常數(shù)	9.94	9	1

請(qǐng)回答下列問題：

（1）該反應(yīng)逆反應(yīng)的化學(xué)平衡常數(shù)表達(dá)式為K ＝ 。

（2）上述正反應(yīng)方向是 反應(yīng)（填“放熱”或“吸熱”）。

（3）850℃時(shí)在體積為10L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)濃度變化如下圖，則0～4 min的平均反應(yīng)速率v(CO)＝ mol·L－1·min－1。

（4）t1℃（高于850℃）時(shí)，在相同容器中發(fā)生上述反應(yīng)，容器內(nèi)各物質(zhì)的濃度變化如表。

①表中3 min～4 min之間反應(yīng)處于 狀態(tài)；C1數(shù)值 0.08 mol·L－1（填大于、小于或等于）。

②反應(yīng)在4 min～5 min，平衡向逆方向移動(dòng)，可能的原因是 （單選），表中5 min～6 min之間數(shù)值發(fā)生變化，可能的原因是 （單選）。

A．增加水蒸氣 B．降低溫度 C．使用催化劑 D．增加氫氣濃度

（5）若在500℃時(shí)進(jìn)行，若CO、H2O的起始濃度均為0.020 mol·L－1，在該條件下，CO的最大轉(zhuǎn)化率為： 。

 

Answer 1

（1）；（2）放熱；（3）0.03；（4）①平衡；大于；②D、A；（5）75%

【解析】

試題分析：（1）根據(jù)平衡常數(shù)的定義，該反應(yīng)逆反應(yīng)的化學(xué)平衡常數(shù)表達(dá)式為；（2）升高溫度，該反應(yīng)平衡常數(shù)減小，所以正反應(yīng)放熱；（3）0～4 min的平均反應(yīng)速率v(CO)=0.03 mol·L－1·min－1；（4）①3 min～4 min時(shí)各物質(zhì)的濃度均沒變，所以處于平衡狀態(tài)；850℃時(shí)，CO的平衡濃度為0.08 mol·L－1，升高溫度，平衡左移，所以CO的平衡濃度增大，故C1數(shù)值大于0.08 mol·L－1；②4 min～5 min，CO、H2O的濃度都增大了0.036 mol·L－1，CO2的濃度減小0.036 mol·L－1，故改變的條件為增加氫氣濃度；5 min～6 min CO濃度減小，H2O濃度增大，所以改變的條件為增加水蒸氣；（5）500℃時(shí)K=9，設(shè)消耗的CO的濃度為x，則CO平衡濃度為(0.020—x) mol·L－1，H2O的平衡濃度為(0.020—x) mol·L－1，CO2的平衡濃度x、H2的平衡濃度x；，x=0.015 mol·L－1，所以CO的最大轉(zhuǎn)化率為75%。

考點(diǎn)：本題考查化學(xué)反應(yīng)速率、平衡常數(shù)、平衡轉(zhuǎn)化率。