Question

在体积恒定为3L的密闭容器中，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℃	700	800	830	1000	1200
K	0.6	0.9	1.0	1.7	2.6

回答下列问题：

(1)上述反应涉及三种元素，其中原子半径最大的元素核外电子排布式为_________，原子核外电子运动状态最多的元素是_______(写元素符号)。

(2)上述反应所涉及的四种物质中非极性分子的沸点顺序是_____，其主要原因是_________。

(3)该反应的化学平衡常数表达式为_______；该反应的正方向是________反应(选填“吸热”、放热)

(4)某温度下，2min内生成10.8g H₂O(g)，用CO浓度变化表示这段时间内的平均反应速率为____________；若平衡时各物质浓度符合下式：c(CO₂)⋅c(H₂)=c(CO)⋅c(H₂O)，试判断此时的温度为_________℃

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

Answer

1s22s22p2 O CO2＞H2 两者皆为分子晶体，二氧化碳式量大于氢气 K= 吸热 0.1mol/(L·min) 830 bc

【解析】

（1）反应涉及C、H、O三种元素，原子半径最大的是C，原子核外电子运动状态数目等于其核外电子数；

（2）四种物质中非极性分子是CO2和H2；

（3）根据化学平衡常数的概念来书写；根据温度对化学平衡、化学平衡常数的影响来回答，平衡常数随温度升高增大，说明平衡正向进行；

（4）反应速率v=，根据c(CO2)⋅c(CH2)=c(CO)⋅c(H2O)计算化学平衡常数，再判断温度；

（5）化学平衡状态的标志：正逆反应速率相等，各组分含量保持不变。

（1）反应涉及C、H、O三种元素，根据半径变化规律得出，原子半径最大的是C，

其核外电子排布式为1s22s22p2；原子核外电子运动状态数目等于其核外电子数，故原子核外电子运动状态最多的元素是O，故答案为：1s22s22p2；O；

（2）四种物质中非极性分子是CO2和H2，两者皆为分子晶体，二氧化碳式量大于氢气，故二氧化碳范德华力大于氢气，故沸点CO2＞H2；故答案为：CO2＞H2；两者皆为分子晶体，二氧化碳式量大于氢气；

（3）因平衡常数等于生成物的浓度幂之积除以反应物的浓度幂之积，CO2（g）+H2（g）⇌CO（g）+H2O（g）反应的平衡常数K=；化学平衡常数的大小只与温度有关，升高温度，平衡向吸热的方向移动，由表可知：升高温度，化学平衡常数增大，说明化学平衡正向移动，因此正反应方向吸热，故答案为：；吸热；

（4）n(H2O)==0.6mol，则n(CO)= n(H2O)=0.6mol，==0.2mol/L，v(CO)==0.1mol/(L·min)；若平衡时各物质浓度符合下式：c(CO2)⋅c(H2)=c(CO)⋅c(H2O)，此时K==1.0，根据表格数据，判断温度为830℃；故答案为：0.1mol/(L·min)；830；

（5）a、反应是一个反应前后体积不变的反应，压强的改变不会要引起平衡移动，故a不符合题意；

b、混合气体中c（CO）不变，说明正逆反应速率相等，故b符合题意；

c、υ正（H2）=υ正（H2O），说明正逆反应速率相等，达平衡状态，故c符合题意；

d、平衡时，两者的浓度不变，而不一定相等，故d不符合题意；

故答案为bc。