Question

3．在一定體積的密閉容器中，進行如下化學(xué)反應(yīng)：CO₂（g）+H₂（g）?CO（g）+H₂O（g）
其化學(xué)平衡常數(shù)K和溫度t的關(guān)系如下表：

t℃	700	800	830	1000	1200
K	0.6	0.9	1.0	1.7	2.6

回答下列問題：
（1）該反應(yīng)的化學(xué)平衡常數(shù)表達式為K=$\frac{c（CO）•c（{H}_{2}O）}{c（C{O}_{2}）•c（{H}_{2}）}$．
（2）該反應(yīng)為吸熱反應(yīng)（填“吸熱”或“放熱”）．
（3）能判斷該反應(yīng)是否達到化學(xué)平衡狀態(tài)的依據(jù)是BC（多選扣分）．
A．容器中壓強不變                B．混合氣體中 c（CO）不變
C．υ_正（H₂）=υ_逆（H₂O）              D．c（CO₂）=c（CO）
（4）某溫度下，平衡濃度符合下式：c（CO₂）•c（H₂）=c（CO）•c（H₂O），試判斷此時的溫度為830℃．
（5）某溫度下，將CO和水蒸氣各1mol置于體積為1L的密閉容器中反應(yīng)，達到平衡后測得CO₂為0.5mol，再通入4mol水蒸氣，達到新的平衡后CO₂的物質(zhì)的量等于$\frac{5}{6}$mol．

Answer 1

分析 （1）化學(xué)平衡常數(shù)表達式為生成物濃度冪之積比上反應(yīng)物濃度冪之積；
（2）由表中數(shù)據(jù)可知，溫度越高平衡常數(shù)越大，說明升高溫度平衡向正反應(yīng)移動，溫度升高平衡向吸熱反應(yīng)移動；
（2）根據(jù)化學(xué)反應(yīng)的特征和外界條件對化學(xué)反應(yīng)速率的影響綜合判斷，以此解答；
（4）根據(jù)c（CO₂）•c（H₂）=c（CO）•c（H₂O）可知，該溫度下的平衡常數(shù)為1，據(jù)此判斷；
（5）反應(yīng)CO+H₂O（g）?CO₂+H₂達平衡后，加入水蒸氣，化學(xué)平衡會向著正反應(yīng)方向進行，但是反應(yīng)物不可能全部轉(zhuǎn)化為生成物．

解答 解：（1）化學(xué)平衡常數(shù)表達式為生成物濃度冪之積比上反應(yīng)物濃度冪之積，所以K=$\frac{c（CO）•c（{H}_{2}O）}{c（C{O}_{2}）•c（{H}_{2}）}$，故答案為：$\frac{c（CO）•c（{H}_{2}O）}{c（C{O}_{2}）•c（{H}_{2}）}$；
（2）由表中數(shù)據(jù)可知，溫度越高平衡常數(shù)越大，說明升高溫度平衡向正反應(yīng)移動，溫度升高平衡向吸熱反應(yīng)移動，故該反應(yīng)正反應(yīng)是吸熱反應(yīng)，
故答案為：吸熱；
（3）A．兩邊的計量數(shù)相等，增大壓強平衡不移動，故錯誤；
B．化學(xué)平衡達到平衡的標(biāo)志是各種物質(zhì)的濃度均不再變化，故正確；
C．υ_正（H₂）=υ_逆（H₂O），表明正逆反應(yīng)速率相等，故正確；
D．二氧化碳與CO的計量數(shù)相等，不論達平衡與否，均存在此關(guān)系式，故錯誤；
故選：BC；
（4）根據(jù)c（CO₂）•c（H₂）=10×c（CO）•c（H₂O）可知，該溫度下的平衡常數(shù)=1，平衡常數(shù)只與溫度有關(guān)，故此時溫度為830℃；故答案為：830；
（5）根據(jù)題意：CO+H₂O（g）?CO₂ +H₂，
初始物質(zhì)的量：1   1      0   0
變化物質(zhì)的量：0.5    0.5     0.5   0.5
平衡物質(zhì)的量：0.5   0.5    0.5   0.5
此時二氧化碳和氫氣的物質(zhì)的量之和是1mol，再通入4mol水蒸氣，化學(xué)平衡會向著正反應(yīng)方向進行，假設(shè)一氧化碳轉(zhuǎn)化為x，那么有
              CO+H₂O（g）?CO₂ +H₂，
初始物質(zhì)的量：0.5 4.5      0.5 0.5
變化物質(zhì)的量：x      x       x    x
平衡物質(zhì)的量：0.5-x 4.5-x    0.5+x   0.5+x，K=$\frac{（0.5+x）^{2}}{（0.5-x）（4.5-x）}=1$，解x=$\frac{1}{3}$，那么此時二氧化碳的濃度=0.5+$\frac{1}{3}$=$\frac{1}{2}+\frac{1}{3}=\frac{5}{6}$mol/L，故答案為$\frac{5}{6}$．

點評 本題考查學(xué)生可逆反應(yīng)的特征以及化學(xué)平衡移動方面的知識，平衡常數(shù)計算，平衡標(biāo)志分析是關(guān)鍵，注意知識的積累是解題的關(guān)鍵，難度不大．