Question

工业上先将煤转化为CO，再利用CO和水蒸气反应制H₂时，存在以下平衡：CO(g)＋H₂O(g)⇌CO₂(g)＋H₂(g)。

(1)平衡常数的表达式K=_________________________

(2)向1L恒容密闭容器中充入CO和H₂O(g)，某温度时测得部分数据如下表。

t/min	0	1	2	3	4
n(H2O)/mol	1.20	1.04	0.90	0.70	0.70
n(CO)/mol	0.80	0.64	0.50	0.30	0.30

则从反应开始到2min时，用H₂表示的反应速率为__________；该温度下反应的平衡常数K＝________(小数点后保留2位有效数字)。

(3)已知该反应在不同的温度下的平衡常数数值分别为

t/℃	700	800	830	1000	1200
K	1.67	1.19	1.00	0.60	0.38

①根据表中的数据判断，该反应为________(填“吸热”或“放热”)反应。

②800℃，向2L恒容密闭容器中充入1molCO(g)、1molH₂O(g)、2molCO₂(g)、2molH₂(g)，此时v_正_______v_逆 (填“>”“<”或“＝”)。

Answer

0.15 mol·L－1·min－1 1.19 放热 ＜

【解析】

(1)平衡常数的表达式K=；

(2)根据表格，计算2min内CO的反应速率，根据反应速率之比等于反应计量系数之比，则v(H2)=v(CO)；反应进行到3min时，反应达到平衡状态，列三段式计算解答；

(3)①升高温度，平衡常数减小，平衡逆向移动，据此分析判断。

②根据题中数据列式计算Qc，与同温度下的平衡常数K比较，判断反应进行的方向，进而确定正逆反应速率的大小。

(1)已知反应：CO(g)＋H2O(g)⇌CO2(g)＋H2(g)，平衡常数的表达式K==；

(2)根据表格，则从反应开始到2min时，CO的物质的量的变化量为0.3mol，体积为1L，则CO的物质的量浓度的变化量为0.3mol/L，2min 内，v(CO)==0.15 mol·L－1·min－1.，反应速率之比等于反应计量系数之比，则v(H2)=v(CO)=0.15 mol·L－1·min－1；

反应进行到3min时，反应达到平衡状态，列三段式：

则平衡常数K=≈1.19；

(3)①由表格数据可知，升高温度，平衡常数减小，平衡逆向移动，则正反应为放热反应；

②800℃，向2L恒容密闭容器中充入1molCO(g)、1molH2O(g)、2molCO2(g)、2molH2(g)，则Qc=，800℃时，K=1.19，则Qc＞K，平衡向逆向移动，则v正＜v逆。