Question

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
平衡常數(shù)	9.94	9

請(qǐng)回答下列問題：
（1）上述正反應(yīng)方向是

 

反應(yīng)（填“放熱”或“吸熱”）．
（2）寫出該反應(yīng)的化學(xué)平衡常數(shù)表達(dá)式：K=

 

．
（3）830K時(shí)，若起始時(shí)：C（CO）=2mol/L，C（H₂O）=3mol/L，平衡時(shí)CO的轉(zhuǎn)化率為60%，水蒸氣的轉(zhuǎn)化率為

 

；K值為

 

．
（4）830K時(shí)，若只將起始時(shí)C（H₂O）改為6mol/L，則水蒸氣的轉(zhuǎn)化率為

 

．
（5）若830K時(shí)，起始濃度 C（CO）=a mol/L，C（H₂O）=b mol/L，H₂的平衡濃度為C（H₂）=c mol/L，則：
①a、b、c之間的關(guān)系式是

 

；
②當(dāng)a=b時(shí)，a=

 

c．

Answer 1

考點(diǎn)：化學(xué)平衡常數(shù)的含義,化學(xué)平衡的計(jì)算

專題：化學(xué)平衡專題

分析：（1）分析平衡常數(shù)隨溫度變化結(jié)合反應(yīng)特征判斷反應(yīng)能量變化；
（2）平衡常數(shù)概念書寫，用生成物平衡濃度冪次方乘積除以反應(yīng)物平衡濃度冪次方乘積；
（3）結(jié)合平衡三段式列式計(jì)算；
（4）依據(jù)平衡常數(shù)不變列式計(jì)算，轉(zhuǎn)化率=

消耗量

起始量

×100%；
（5）溫度不變，化學(xué)平衡常數(shù)不變，利用三段式法結(jié)合平衡常數(shù)計(jì)算a、b、c之間的關(guān)系式．

解答： 解：（1）CO（g）+H₂O（g）?H₂（g）+CO₂（g），反應(yīng)平衡常數(shù)隨溫度升高減小，說明升溫平衡逆向進(jìn)行，正反應(yīng)為放熱反應(yīng)，
故答案為：放熱；
（2）CO（g）+H₂O（g）?H₂（g）+CO₂（g），平衡常數(shù)K=

c(H2)c(CO2)

c(CO)c(H2O)

；
故答案為：

c(H2)c(CO2)

c(CO)c(H2O)

；
（3）CO（g）+H₂O（g）?H₂（g）+CO₂（g），
起始量（mol/L）  2       3        0       0
變化量（mol/L）  1.2     1.2      1.2      1.2
平衡量（mol/L）  0.8      1.8     1.2      1.2
水蒸氣的轉(zhuǎn)化率=

1.2mol/L

3mol/L

×100%=40%
平衡常數(shù)K=

1.2×1.2

0.8×1.8

=1
故答案為：40%，1；
（4）830K時(shí)，若只將起始時(shí)C（H₂O）改為6mol/L，設(shè)轉(zhuǎn)化率為x
                CO（g）+H₂O（g）?H₂（g）+CO₂（g），
起始量（mol/L）  2       6        0       0
變化量（mol/L）  x       x         x       x
平衡量（mol/L）  2-x     6-x       x       x
K=

x2

(2-x)(6-x)

=1
x=1.5mol/L
轉(zhuǎn)化率=

1.5mol/L

6mol/L

×100%=25%
故答案為：25%；
（5）CO（g）+H₂O（g）?CO₂（g）+H₂（g）
起始（mol/L）：a      b          0      0
變化（mol/L）：c      c         c      c
平衡（mol/L）：a-c    b-c        c      c 
故

c2

(a-c)(b-c)

=1，整理得ab=ac+bc；
當(dāng)a=b，a=2c；
 故答案為：C²=（a-c）×（b-c）        
②上述技術(shù)可知當(dāng)a=b，a=2c；
故答案為：2．

點(diǎn)評(píng)：本題考查了用三段式法對(duì)化學(xué)反應(yīng)進(jìn)行計(jì)算，難度中等，注意化學(xué)平衡常數(shù)K只與溫度有關(guān)，與其他物理量無關(guān)，注意化學(xué)平衡常數(shù)的應(yīng)用．