Question

在一定体积的密闭容器中，进行如下化学反应：CO(g)+H₂O(g) CO₂(g)+H₂(g)，其化学平衡常数K和温度t的关系如下表：

t℃	700	800	830	1000	1200
K	1.7	1.1	1.0	0.6	0.4

回答下列问题：

（1）该反应的化学平衡常数表达式为K=__________,该反应为__________反应（填吸热或放热）。若改变条件使平衡向正反应方向移动，则平衡常数_____________（填序号）

①一定不变    ②一定减小     ③可能增大     ④增大、减小、不变皆有可能

（2）能判断该反应是否达到化学平衡状态的依据是___________。

（a）容器中压强不变     （b）混合气体中c（CO）不变

（c）v_逆(H₂)=v_正(H₂O)     （d）c（CO）=c（CO₂）

（3） 将不同量的CO (g) 和H₂O (g) 分别通入到体积为2 L的恒容密闭容器中，进行反应CO (g) ＋ H₂O (g)CO₂ (g) ＋ H₂ (g)，得到如下三组数据：

实验组	温度/℃	起始量/mol	平衡量/mol	达到平衡所需时间/min
H2O	CO	CO2	CO
A	650	2	4	1.6	2.4	5
B	900	1	2	0.4	1.6	3
C	900	a	b	c	d	t

①实验A中以υ(H₂) 表示的反应速率为            。

②通过计算可知，CO的转化率实验A        实验B(填“大于”、“等于”或“小于”)，该反应的正反应为         （填“吸”或“放”）热反应。

③若实验C要达到与实验B相同的平衡状态，则a、b应满足的关系是              （用含a、b的数学式表示）。

Answer

（1）K=[c(CO2)×c(H2)]/[c(CO)×c(H2O)]；放热，③；

（2）b c；（3） ① 0.16 mol • L -1 • min -1 ； ②大于，放；③b=2a 。

【解析】

试题分析：（1）根据化学平衡常数的定义，因此K=[c(CO2)×c(H2)]/[c(CO)×c(H2O)]；化学平衡常数只受温度影响，根据表格数据，随着温度的升高，化学平衡常数减小，说明反应向逆反应方向进行，根据勒夏特列原理，正反应是放热反应；化学平衡向正反应方向移动，可能改变温度，也可能改变浓度，但化学平衡常数只受温度影响，因此平衡常数可能增大，故选项③正确；

（2）a、反应前后气体系数之和相等，压强不变不能作为达到平衡的标志，故错误；b、根据化学平衡状态定义，当浓度不再改变，说明反应达到平衡，故正确；c、根据化学平衡常数定义，当正逆反应速率相等，说明反应达到平衡，故正确；d、没有说明起始浓度，不能作为平衡的标志，故错误；（3）①根据化学反应速率的定义，v(H2)=1.6/(2×5) mol • L -1 • min -1=0.16 mol • L -1 • min -1；②A中CO的转化率=(4－2.4)/4×100%=40%，B中CO的转化率(2－1.6)/2×100%=20%，因此A大于B，B的温度大于A的温度，根据勒夏特列原理，因此升高温度，平衡向逆反应方向移动，即正反应方向为放热反应；③C和B具有相同平衡状态，说明是等效平衡，恒温恒容状态下，反应气体系数之和相等，投入量比值与原平衡投入量的比值相等，即a：b=1：2，即b=2a。