Question

【題目】在某一容積為5 L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 ＝______________。

（2）該反應(yīng)為____________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________________。

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）830℃下，若物質(zhì)的濃度關(guān)系是c （CO2）·c （H2） > c （CO）·c （H2O），則此時正反應(yīng)速率與逆反應(yīng)速率的關(guān)系是____________。

a υ正 > υ逆 b υ正 ＝ υ逆 c υ正 < υ逆 d 無法判斷

（5）若開始時向該容器中加入CO2和H2各0.1 mol，在830℃和催化劑存在的條件下，反應(yīng)達到平衡時，水蒸氣的物質(zhì)的量濃度c（H2O）＝_______________。

Answer 1

【答案】 吸熱 bc a 0.01 mol/L

【解析】

(1)根據(jù)化學(xué)平衡常數(shù)的概念來書寫；

(2)根據(jù)溫度對化學(xué)平衡、化學(xué)平衡常數(shù)的影響來回答；

(3)化學(xué)平衡狀態(tài)的標(biāo)志：正逆反應(yīng)速率相等；

(4)根據(jù)800℃時，Qc=與K比較判斷反應(yīng)方向；

(5)若開始時向該容器中加入CO2和H2各0.1 mol，則CO2和H2的濃度均為0.02 mol/L，在830℃和催化劑存在的條件下，反應(yīng)達到平衡時，設(shè)水蒸氣的物質(zhì)的量濃度c(H2O)＝cmol/L,則有CO2(g)＋H2(g) CO(g)＋H2O(g)可知CO2和H2的平衡濃度均為(0.02-c)mol/L，CO的平衡濃度為cmol/L,結(jié)合平衡常數(shù)K=1計算。

(1)因平衡常數(shù)等于生成物的濃度冪之積除以反應(yīng)物的濃度冪之積，所以為K=；

(2)化學(xué)平衡常數(shù)的大小只與溫度有關(guān)，升高溫度，平衡向吸熱的方向移動，由表可知：升高溫度，化學(xué)平衡常數(shù)增大，說明化學(xué)平衡正向移動，因此正反應(yīng)方向吸熱；

(3)a．反應(yīng)是一個反應(yīng)前后體積不變的反應(yīng)，壓強的改變不會要引起平衡移動，故a錯誤；

b．化學(xué)平衡時，各組分的濃度不隨時間的改變而改變，故b正確；

c．化學(xué)平衡狀態(tài)的標(biāo)志是v正=v逆，所以v正(H2)=v逆(H2O)表明反應(yīng)達到平衡狀態(tài)，故c正確；

d．c(CO2)=c(CO)時，不能表明正逆反應(yīng)速率相等，不一定達到了平衡狀態(tài)，故d錯誤；

故答案為bc；

(4)830℃下，若物質(zhì)的濃度關(guān)系是c (CO2)·c (H2) > c (CO)·c (H2O)，則Qc=<1，此時平衡正向移動，即υ正 > υ逆，故答案為a；

(5)若開始時向該容器中加入CO2和H2各0.1 mol，則CO2和H2的濃度均為0.02 mol/L，在830℃和催化劑存在的條件下，反應(yīng)達到平衡時，設(shè)水蒸氣的物質(zhì)的量濃度c(H2O)＝cmol/L,則有CO2(g)＋H2(g) CO(g)＋H2O(g)可知CO2和H2的平衡濃度均為(0.02-c)mol/L，CO的平衡濃度為cmol/L,由平衡常數(shù)K===1，解得：c=0.01，即反應(yīng)達到平衡時，水蒸氣的物質(zhì)的量濃度c(H2O)為0.01 mol/L。