Question

煤化工中常需研究不同温度下平衡常数、投料比及产率等问题。

已知CO(g)＋H₂O(g) H₂(g)＋CO₂(g)的平衡常数随温度的变化如下表：

试回答下列问题：

（1）上述反应的正反应是________反应(填“放热”或“吸热”)。

（2）某温度下，上述反应达到平衡后，保持容器体积不变升高温度，逆反应速率________(填“增大”、“减小”或“不变”)，容器内混合气体的压强________(填“增大”、“减   小”或“不变”)。

（3）830 ℃时，在恒容反应器中发生上述反应，按下表中的物质的量投入反应混合物，其中向逆反应方向进行的有______(选填字母)

（4）在830 ℃时，在2 L的密闭容器中加入4 mol CO(g)和6 mol H₂O(g)达到平衡时，H₂(g)的体积分数是__________。

Answer

（1）放热

（2）增大 、增大

（3）AC

（4）24%

【解析】

试题分析：（1）根据表中数据可知升高温度平衡常数减小，这说明升高温度平衡向逆反应方向进行，因此上述反应的正反应是放热反应。

（2）某温度下，上述反应达到平衡后，保持容器体积不变升高温度，逆反应速率增大。由于反应前后体积不变，则根据PV＝nRT可知容器内混合气体的压强增大。

（3）830 ℃时，在恒容反应器中发生上述反应，按下表中的物质的量投入反应混合物，由于反应前后体积不变，则用物质的量表示浓度计算浓度熵，即此时浓度熵分别是＝1.2、＝0.9、、＝1，所以向逆反应方向进行的有A、C。

（4） CO(g)＋H2O(g) H2(g)＋CO2(g)

起始浓度（mol/L） 2 3 0 0

转化浓度（mol/L） x x x x

平衡浓度（mol/L） 2－x 3－x x x

则

解得x＝1.2

所以H2(g)的体积分数＝＝24%。

【考点定位】本题主要是考查可逆反应有关计算

【名师点晴】明确平衡常数的含义和计算式是解答的关键，注意平衡常数的影响因素和意义。化学平衡常数K的应用主要体现在以下几个方面：（1）化学平衡常数值的大小是可逆反应进行程度的标志。K值越大，说明平衡时生成物的浓度越大，反应物的浓度越小，它的正向反应进行的程度越大，即该反应进行得越完全，反应物转化率越高。反之，则相反。一般地，K＞105时，该反应就进行得基本完全了。可以说，化学平衡常数是在一定温度下一个反应本身固有的内在性质的定量体现。（2）可以利用K值做标准，判断正在进行的可逆反应是否平衡及不平衡时向何方进行建立平衡。（Q：浓度积）对于可逆反应aA(g)＋bB(g)cC(g)＋dD(g)，在一定温度下的任意时刻，反应物与生成物浓度有如下关系：＝Qc，则Qc＜K反应向正反应方向进行，v正＞v逆；Qc＝K反应处于化学平衡状态，v正＝v逆；Qc＞K反应向逆反应方向进行，v正＜v逆。（3）利用K值可判断反应的热效应：若温度升高，K值增大，则正反应为吸热反应；若温度升高，K值减小，则正反应为放热反应。