Question

（12分）在体积不变的2L密闭容器中，进行如下化学反应：CO₂(g)＋H₂(g) CO(g)＋H₂O(g)，其化学平衡常数K和温度t的关系如表：

t℃	500	600	800	900	1000
K	0.5	0.6	1.0	1.3	1.5

回答下列问题：

（1）该反应的化学平衡常数表达式为K＝________。

（2）该反应正反应为_____反应(选填“吸热”“放热”)。

（3）某温度下，各物质的平衡浓度符合下式：

3c(CO₂)·c(H₂)＝5c(CO)·c(H₂O)，试判断此时的温度为________。

（4）若800 ℃时，向容器中充入2 mol CO₂、2 mol H₂，反应进行到5min内，容器内CO的体积分数为20%，则用CO₂表示的平均反应速率为           ，达到平衡后，CO₂的转化率为          。

（5）800 ℃时，容器中的反应已达到平衡。在其他条件不变的情况下，扩大容器的体积。平衡________移动(填“向正反应方向”“向逆反应方向”或“不”)。

Answer

（1） （2）吸热 （3）600 ℃

（4）0．08 mol·（L·min）—1；50% （5）不

【解析】

试题分析：（1）根据平衡常数的定义，可知该反应的平衡常数K=；

（2）温度升高，平衡常数增大，说明温度升高，平衡正向移动，所以该反应是吸热反应；

（3）平衡时，根据3c(CO2)·c(H2)＝5c(CO)·c(H2O)，可知K==3/5=0．6，

所以该温度是600 ℃；

（4）因为该反应是气体物质的量不变的可逆反应，则平衡时气体的总物质的量是2+2=4mol，所以CO的物质的量是4mol×20%=0．8mol，则消耗二氧化碳的物质的量也是0．8mol，所以二氧化碳的反应速率是0．8mol/2L/5min=0．08 mol·（L·min）-1；800 ℃时,该反应的平衡常数是1，设平衡时，二氧化碳的物质的量减少xmol，则

CO2(g)＋H2(g) CO(g)＋H2O(g)

开始（mol） 2 2

转化（mol） x x x x

平衡（mol） 2-x 2-x x x

根据题意，则(x×x)/[(2-x)×(2-x)] =1，解得x=1，所以平衡时二氧化碳的转化率是1mol/2mol×100%=50%；

（5）800 ℃时，容器中的反应已达到平衡。在其他条件不变的情况下，扩大容器的体积，压强减小，而压强的改变对该反应无影响，因为该反应是气体物质的量不变的可能反应，所以平衡不移动。

考点：考查平衡常数的表达与应用，反应速率的计算，平衡移动的判断