Question

已知：CO(g)＋H₂O(g) CO₂(g)＋H₂(g) ΔH＝Q，其平衡常数随温度变化如下表所示：

温度/℃	400	500	850
平衡常数	9.94	9	1

请回答下列问题：

（1）上述反应的化学平衡常数表达式为____________。该反应的Q______0(填“＞”或“＜”)。

（2）850 ℃时在体积为10 L的反应器中，通入一定量的CO和H₂O(g)，发生上述反应，CO和H₂O(g)的物质的量浓度变化如图所示，则0～4 min时平均反应速率v(CO)＝____________。

（3）若在500 ℃时进行。且CO、H₂O(g)的起始浓度均为0.020 mol·L^－1 ，该条件下，CO的最大转化率为                  。

（4）若在850 ℃时进行，设起始时CO和H₂O(g)共为1 mol，其中H₂O(g)的体积分数为x，平衡时CO的_________________转化率为y，试推导y与x之间的关系________。

Answer

（8分）（1）K=（1分） （2）＜（1分） （3）0.03mol/L(2分)

（4）75% (2分) （5）x=y(2分)

【解析】

试题分析：（1）根据平衡常数等于生成物的浓度幂之积除以反应物浓度的幂之积，所以K=。 （2）根据图分析，升温，平衡常数变小，平衡逆向移动，所以正反应为放热，焓变为负值。（3）二氧化碳的反应速率=（0.20-0.08）/4=0.03mol/L。（4）CO(g)＋H2O(g) CO2(g)＋H2(g)

起始物质的量浓度 0.02 0.02 0 0

改变浓度 c c c c

平衡浓度 0.02-c 0.02-c c c

代入500度是的平衡常数K=c*c/(0.02-c)*(0.02-c)=9，解c=0.015，一氧化碳的最大转化率=0.015/0.02=75% 。 （5）因为850度时反应平衡常数为1，起始水的物质的量为xmol，一氧化碳的物质的量为1-xmol，则有：

CO(g)＋H2O(g) CO2(g)＋H2(g)

起始物质的量浓度 1-x x 0 0

改变浓度 （1-x）y （1-x）y （1-x）y （1-x）y

平衡浓度 （1-x）(1-y) x-（1-x）y （1-x）y （1-x）y

所以K=，解x=y。

考点：物质的量或浓度随时间的变化曲线