Question

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

t/℃	700	800	850	1 000	1 200
K	2.6	1.7	1.0	0.9	0.6

 

請回答下列問題：

（1）上述正向反應是________反應（選填“放熱”或“吸熱”）。

（2）能判斷該反應達到化學平衡狀態(tài)的依據(jù)是________。（填編號）

A．容器中壓強不變

B．c（CO2）＝c（CO）

C．生成a mol CO2的同時消耗a mol H2

D．混合氣體的平均相對分子質(zhì)量不變

E．混合氣體的密度不變

（3）在850 ℃發(fā)生上述反應，以表中的物質(zhì)的量投入恒容反應器中，其中向正反應方向進行的有________（選填A、B、C、D、E）。

ABCDE

n（CO2）31011

n（H2）21012

n（CO）1230.53

n（H2O）52321

 

（4）在850 ℃時，可逆反應：CO2（g）＋H2（g） CO（g）＋H2O（g），在該容器內(nèi)各物質(zhì)的濃度變化如下：

時間 /min	CO2 （mol·L－1）	H2 （mol·L－1）	CO （mol·L－1）	H2O （mol·L－1）
0	0.200	0.300	0	0
2	0.138	0.238	0.062	0.062
3	c1	c2	c3	c3
4	c1	c2	c3	c3

 

則3 min～4 min平衡后c3＝________mol·L－1，CO2的轉(zhuǎn)化率為________。

 

Answer 1

（1）放熱　（2）C�。�3）A�。�4）0.12　60%

【解析】（1）由表可知溫度升高，K減小，說明溫度升高，平衡逆向進行，正反應為放熱反應。（2）因為該反應為反應前后氣體分子數(shù)不變的反應，所以壓強不變，平均相對分子質(zhì)量不變，均不能說明達到平衡狀態(tài)，A、D錯；選項B中CO2和CO的濃度相等，不能說明其濃度不再變化，故B錯；生成CO2代表逆反應，消耗H2代表正反應，且比值等于反應方程式中的對應化學計量數(shù)之比，選項C正確；氣體的質(zhì)量不變且為恒容容器，所以氣體密度不變不能說明達到平衡狀態(tài)。（3）計算各組的濃度商：QA＝＜1　QB＝＞1　QD＝＝1　QE＝＞1

由濃度商QC＜K，反應正向進行推斷，A項向正反應方向進行。

（4）850 ℃，K＝1，設CO2的轉(zhuǎn)化量為x由

,CO2（g）,＋,H2（g）,??,CO（g）,＋,H2O（g）,起始濃度（mol·L－1）,0.2,,0.3,,0,,0,轉(zhuǎn)化濃度（mol·L－1）,x,,x,,x,,x,平衡濃度（mol·L－1）,0.2－x,,0.3－x,,x,,x）

則平衡常數(shù)K＝＝1

所以x＝0.12，故c3＝0.12，

α（CO2）＝×100%＝60%。