Question

在一定温度下将3 mol CO₂和2 mol H₂混合于2 L的密闭容器中，如下反应：CO₂(g)＋H₂(g) CO(g)＋H₂O(g)

（1）该反应的化学平衡常数表达式K＝________。

（2）已知在700 ℃时，该反应的平衡常数K₁＝0.6，则该温度下反应CO(g)＋H₂O(g) CO₂(g)＋H₂(g)的平衡常数K₂＝________，反应 CO₂(g)＋H₂(g) CO(g)＋H₂O(g)的平衡常数K₃＝________。

（3）已知在1 000 ℃时，该反应的平衡常数K₄为1.0，则该反应为________反应(填“吸热”或“放热”)。

（4）能判断该反应达到化学平衡状态的依据是______。(填编号)

A．容器中压强不变

B．c(CO₂)＝c(CO)

C．生成a mol CO₂的同时消耗a mol H₂

D．混合气体的平均相对分子质量不变

（5）在1 000 ℃下，某时刻CO₂的物质的量为2.0 mol，则此时v_正________v_逆(填“>”、“＝”或“<”)。该温度下反应达到平衡时，CO₂的转化率为________。

Answer

（1）c(CO)×c(H2O)/[c(CO2)×c(H2)]；（2）1.67，0.77；（3）吸热；（4）C；（5）>，40%。

【解析】

试题分析：（1）化学平衡常数：达到平衡状态，生成物浓度的幂之积与反应物浓度的幂之积的比值，即K= c(CO)×c(H2O)/[c(CO2)×c(H2)]；（2）此反应的化学平衡常数表达式为K=c(CO2)×c(H2)/[c(H2O)×c(CO)]，则有K=1/K1=1/0.6=1.67，同理K3等于K1的开平方，即为0.77；（3）K4>K1，说明升高温度平衡向正反应方向进行，根据勒夏特列原理，正反应方向是吸热反应；（4）A、压强和物质的量成正比，反应前后气体系数之和相等，即气体的物质的量不变，压强不变，因此不能作为达到平衡的标志，故错误；B、c(CO2)和c(CO)是否相等，不能作为达到平衡标志，故错误；C、用不同物质的反应速率，判断达到化学平衡的标志，要求反应方向一正一逆，且速率之比等于系数之比，故正确；D、M=m/n，组分都是气体，遵循质量守恒，m不变，反应前后气体系数之和相等，n不变，因此M不变不能作为达到化学平衡的标志，故错误；（5）1000℃下，CO2的物质的量为2mol，则H2、CO、H2O的物质的量为1mol，此时的浓度商Q=0.5<1，说明反应向正反应方向进行，即填写“>”，根据化学平衡常数，求出达到平衡时组分中CO2的物质的量为1.8mol，CO2的转化率为(3－1.8)/3×100%=40%。

考点：考查化学平衡常数、判断达到化学平衡的标志、化学平衡计算等知识。