Question

7．在一定體積的密閉容器中進行某化學(xué)反應(yīng)，其平衡常數(shù)表達式為K=$\frac{c（CO）•c（{H}_{2}O）}{c（C{O}_{2}）•c（{H}_{2}）}$．
化學(xué)平衡常數(shù)K和溫度t的關(guān)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(yīng)的化學(xué)方程式為CO₂（g）+H₂（g）?CO（g）+H₂O（g）．
（2）該反應(yīng)為吸熱反應(yīng)（填“吸熱”或“放熱”）．
（3）能判斷該反應(yīng)是否達到化學(xué)平衡狀態(tài)的依據(jù)是BC（多選扣分）．
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：c（CO₂）•c（H₂）=c（CO）•c（H₂O），試判斷此時的溫度為830℃．
（5）某溫度下，將CO和水蒸氣各1mol置于體積為1L的密閉容器中反應(yīng)，達到平衡后測得CO₂為0.5mol，再通入4mol水蒸氣，達到新的平衡后CO₂的物質(zhì)的量等于$\frac{5}{6}$mol．

Answer 1

分析 （1）化學(xué)平衡常數(shù)是指：一定溫度下，可逆反應(yīng)到達平衡時，生成物的濃度系數(shù)次冪之積與反應(yīng)物的濃度系數(shù)次冪之積的比，固體、純液體不需要在化學(xué)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，升高溫度平衡向吸熱反應(yīng)方向移動；
（3）可逆反應(yīng)到達平衡時，同種物質(zhì)的正逆速率相等且保持不變，各組分的濃度、含量保持不變，由此衍生的其它一些量不變，判斷平衡的物理量應(yīng)隨反應(yīng)進行發(fā)生變化，該物理量由變化到不再變化說明到達平衡；
（4）平衡濃度符合下式：c（CO₂）•c（H₂）=c（CO）•c（H₂O），則平衡常數(shù)K=1；
（5）計算該溫度下平衡常數(shù)，再通入4mol水蒸氣，等效為開始通入1molCO、5mol水蒸汽到達的平衡，令平衡時CO₂的物質(zhì)的量為xmol，表示出平衡時各組分物質(zhì)的量，再根據(jù)平衡常數(shù)列方程計算．

解答 解：（1）平衡常數(shù)表達式為K=$\frac{c（CO）•c（{H}_{2}O）}{c（C{O}_{2}）•c（{H}_{2}）}$，則反應(yīng)方程式為：CO₂（g）+H₂（g）?CO（g）+H₂O（g），
故答案為：CO₂（g）+H₂（g）?CO（g）+H₂O（g）；
（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，升高溫度平衡向吸熱反應(yīng)方向移動，則正反應(yīng)為吸熱反應(yīng)，
故答案為：吸熱；
（3）A．溶液前后氣體物質(zhì)的量不變，恒溫恒容下，容器中壓強始終不變，故A錯誤；
B．混合氣體中 c（CO）不變，說明反應(yīng)到達平衡，故B正確；
C．υ_正（H₂）=υ_逆（H₂O）說明水的生成速率與消耗速率相等，反應(yīng)到達平衡，故C正確；
D．平衡時CO₂、CO濃度與二氧化碳轉(zhuǎn)化率有關(guān)，平衡時不一定相等，故D錯誤，
故選：BC；
（4）某溫度下，平衡濃度符合下式：c（CO₂）•c（H₂）=c（CO）•c（H₂O），則平衡常數(shù)K=1，此時的溫度為830℃，
故答案為：830；
（5）某溫度下，將CO和水蒸氣各1mol置于體積為1L的密閉容器中反應(yīng)，達到平衡后測得CO₂為0.5mol，則生成氫氣為0.5mol，該溫度下平衡常數(shù)K=$\frac{0.5×0.5}{0.5×0.5}$=1，再通入4mol水蒸氣，等效為開始通入1molCO、5mol水蒸汽到達的平衡，令平衡時CO₂的物質(zhì)的量為xmol，則：
           CO（g）+H₂O（g）?CO₂（g）+H₂（g）
起始量（mol）：1      5        0       0
變化量（mol）：x     x        x       x
平衡量（mol）：1-x    5-x      x       x
所以$\frac{x×x}{（1-x）×（5-x）}$=1，解得x=$\frac{5}{6}$
故答案為：$\frac{5}{6}$．

點評 本題考查學(xué)生化學(xué)平衡常數(shù)及其應(yīng)用、平衡狀態(tài)判斷等，關(guān)鍵是對平衡常數(shù)的理解掌握，注意判斷平衡的物理量應(yīng)隨反應(yīng)進行發(fā)生變化，該物理量由變化到不再變化說明到達平衡．