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。

②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=；放热；③

(2)bc

(3)①大于；放②b=2a

【解析】

试题分析：(1)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，化学平衡常数减小，说明化学平衡逆向移动，因此正反应方向放热，改变条件使平衡向正反应方向移动，温度可能变化，可能不变，则平衡常数可能增大、减小、不变，故选④，故答案为：；放热；④；

(2)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错误；b、化学平衡时，各组分的浓度不随时间的改变而改变，故b正确；c、化学平衡状态的标志是v正=v逆，所以v正(H2)=v逆(H2O)表明反应达到平衡状态，故c正确；d、c(CO2)=c(CO)时，不能表明正逆反应速率相等，不一定达到了平衡状态，故d错误；故选bc；

(3)①反应各组分的化学计量数为1，故可以用物质的量代替浓度计算平衡常数．

650℃时到达平衡：H2O(g)+CO(g)CO2(g)+H2(g)，

开始(mol)： 2 4 0 0

变化(mol)： 1.6 1.6 1.6 1.6

平衡(mol)： 0.4 2.4 1.6 1.6

所以650℃的平衡常数k==，CO的转化率=×100%=40%，

900℃时到达平衡：H2O(g)+CO(g) CO2(g)+H2(g)，

开始(mol)： 1 2 0 0

变化(mol)： 0.4 0.4 0.4 0.4

平衡(mol)： 0.6 1.6 0.4 0.4

所以900℃的平衡常数k==，CO的转化率=×100%=20%，CO的转化率实验A＞实验B；升高温度平衡常数减小，即升高温度平衡向逆反应移动，升高温度向吸热反应移动，故正反应为放热反应，故答案为：大于；放；

②使实验3达到平衡状态时各物质的体积分数与实验2分别相等，为等效平衡，该反应为反应前后气体的体积不发生变化，满足n(H2O)：n(CO)=1：2即可，即b=2a，故答案为：b=2a。

考点：考查了化学反应速率和化学平衡的计算和影响因素的相关知识。