Question

（16分）煤化工中常需研究不同温度下平衡常数、投料比及产率等问题。已知CO(g)＋H₂O(g)H₂(g)＋CO₂(g)的平衡常数随温度的变化如下表：

温度/℃	400	500	830	1 000
平衡常数K	10	9	1	0．6

试回答下列问题：

（1）上述反应的正反应是____反应(填“放热”或“吸热”)，该反应的平衡常数表达式为             。

（2）能判断该反应是否达到化学平衡状态的依据是               （填序号）。

a．容器中压强不变               b．混合气体中 c（CO）不变

c．υ_正（H₂）＝υ_逆（H₂O）          d．c（CO₂）＝c（CO）

（3）在实际生产中，该反应的适宜条件为             ．

A．加压，400～500℃  催化剂   B．加压，830～1000℃  催化剂

C．常压，400～500℃  催化剂   D．常压，830～1000℃  催化剂

（4）在830 ℃时，2L的密闭容器中加入4molCO(g)和6molH₂O(g)，10 min后达到平衡时，CO₂的平衡浓度为___________，用H₂浓度变化来表示的平均反应速率为____________， CO的转化率是_________。

（5）为使该反应的反应速率增大且平衡向正反应方向移动的是___________（填字母序号）．

a．增大CO浓度             b．升高温度    

c．将生成物分离出去        d．使用高效催化剂

Answer

（1）放热；K= c（ H 2）c（CO2）/c（CO）c（H2O ） （2）ｂｃ （3）C （4）1．2 mol/L， 0．12mol/(L·min) 60％。 （5）a

【解析】

试题解析：（1）由于温度升高，该反应的化学平衡常数减小，平衡向着逆向移动，正向反应是放热反应；根据反应CO（g）+H2O（g）⇌H2（g）+CO2（g）及化学平衡常数表达式，K=；（2）反应前后气体体积不变，压强始终不会变化，所以压强不变，无法判断是否达到平衡状态，故a错误；浓度不变，反应达到了化学平衡状态，故b正确；正逆反应速率相等，各组分浓度不变，达到了化学平衡状态，故c正确；浓度相等，不能判断各组分浓度是否不变，无法判断是否达到平衡状态，故d错误；（3）该反应正向是气体总量不变的放热反应，可在常压及较低的温度下进行，故可选C；（4）设建立平衡时消耗cmol/LCO，则：

CO(g)＋H2O(g)H2(g)＋CO2(g)（4）（5）

初始浓度（mol/L）：2 3 0 0

变化浓度（mol/L）：c c c c

平衡浓度（mol/L）：2-c 3-c c c

则K==1，解得c=1．2 mol/L，CO2的平衡浓度=1．2 mol/L，用H2浓度变化来表示的平均反应速率==0．12mol/(L·min)， CO的转化率=×100%= 60％；（5）增大CO浓度，可使正反应速率增大且平衡向正向移动，故a正确；升高温度可使正反应速率增大且平衡向逆向移动，故b错误；将生成物分离出去可使逆反应速率减小且平衡向正向移动，故c错误；使用高效催化剂可使正逆反应速率同等程度增大，平衡不移动，故d错误。

考点：化学平衡