Question

(12分)

（1）化学平衡常数K表示可逆反应的进行程度，K值越大，表示可逆反应进行得越完全，K值大小与温度的关系是：温度升高，K值                     (填“一定增大”、“一定减小”或“可能增大也可能减小”)。

（2）在一体积为10 L的容器中，通入一定量的CO和H₂O，在800℃时发生如下反应：

CO(g)+H₂O(g)CO₂(g)+H₂(g)ΔH＜0，CO和H₂O的物质的量浓度变化如图所示，则：

①0～4 min时间段平均反应速率v(CO)＝         mol·L^-1·min^-1。

②在800℃时该反应的化学平衡常数K＝                (要求写出表达式及数值)，CO的转化率＝          。

③在800℃时，若反应开始时此容器中CO和H₂O的浓度分别为0.20 mol·L^-1和0.80 mol·L^-1，则达到平衡时CO转化为CO₂的转化率是                 。

Answer

(12分) （1） 可能增大也可能减小 （2） ① 0.03

② [CO2 ] [H2 ] / [CO ] [H2O ] ＝0.12×0.12／0.08×0.18＝1 ； 60% ③ 80%

【解析】

试题分析：（1）化学平衡常数与温度有关，若正反应为吸热反应，升高温度，平衡常数增大；若正反应为放热反应，升高温度，平衡常数减小，所以温度升高，K值可能增大，也可能减小；

（2）①根据图像可知，在4 min内CO的浓度变化为0.12 mol·L－1，所以CO的反应速率为0.12 mol·L－1/4 min=0.03 mol·L－1·min－1。

②由图像可知，反应在4 min时达平衡，CO和H2O的平衡浓度分别为0.08 mol·L－1、0.18 mol·L－1，CO2和H2的浓度分别为0.12 mol·L－1、0.12 mol·L－1，在800℃时该反应的化学平衡常数K＝[CO2 ] [H2 ] / [CO ] [H2O ] ＝0.12×0.12／0.08×0.18＝1；

CO的转化率为0.12 mol·L－1/0.20 mol·L－1×100%=60%。

③设达到平衡时CO转化的浓度为x，则达到平衡时CO、H2O、CO2、H2的浓度分别为0.20－x、0.80－x、x、x。所以根据平衡常数表达式x2/(0.80－x)(0.20－x)=1.0，x=0.16 mol·L－1，CO的转化率为0.16 mol·L－1/0.20 mol·L－1×100%=80%

考点：考查化学平衡常数，化学平衡状态及移动。