Question

6．已知：CO（g）+H₂O（g）?H₂（g）+CO₂（g）平衡常數(shù)隨溫度的變化如表：

溫度/℃	400	500	800
平衡常數(shù)Kc	9.94	9	1

試回答下列問題
（1）上述化學(xué)變化的逆向反應(yīng)是：吸熱 反應(yīng)（選填：放熱、吸熱）．
（2）800℃發(fā)生上述反應(yīng)，以表中的物質(zhì)的量投入恒容反應(yīng)器，

	A	B	C	D	E
n（CO2）	3	1	0	1	1
n（H2）	2	1	0	1	2
n（CO）	1	2	3	0.5	3
n（H2O）	5	2	3	2	1

其中向正向移動(dòng)的有BCE（選填A(yù)、B、C、D、E）．
（3）已知在一定溫度下：C（s）+CO₂（g）?2CO（g）△H₁平衡常數(shù)K；
C（s）+H₂O（g）?CO（g）+H₂（g）△H₂平衡常數(shù)K₁；
CO（g）+H₂O（g）?H₂（g）+CO₂（g）△H₃平衡常數(shù)K₂，
則K、K₁、K₂之間的關(guān)系是：$\frac{{K}_{1}}{{K}_{2}}$．
（4）若在500℃時(shí)進(jìn)行，若CO、H₂O的起始濃度均為0.020mol/L，在該條件下，CO的最大轉(zhuǎn)化率為：75%．
（5）若800℃進(jìn)行，設(shè)起始時(shí)CO和H₂O（g）共5mol，水蒸氣體積分?jǐn)?shù)為x；平衡時(shí)CO轉(zhuǎn)化率為y，則y隨x變化的函數(shù)關(guān)系式為：y=x．（用含x的代數(shù)式表達(dá)）

Answer 1

分析 （1）由表可知，溫度升高，反應(yīng)的化學(xué)平衡常數(shù)減小，故正反應(yīng)為放熱反應(yīng)，逆反應(yīng)為吸熱反應(yīng)；
（2）計(jì)算反應(yīng)的濃度商Qc，與800℃的K作比較，可得；
（3）已知：①C（s）+CO₂（g）?2CO（g）△H₁、K；
②C（s）+H₂O（g）?CO（g）+H₂（g）△H₂、K₁；
③CO（g）+H₂O（g）?H₂（g）+CO₂（g）△H₃、K₂，
根據(jù)蓋斯定律①=②-③可得；
（4）500℃，K=9，設(shè)CO的平衡轉(zhuǎn)化率為x，根據(jù)三段式表示K，計(jì)算可得；
（5）起始時(shí)水的物質(zhì)的量為5xmol，轉(zhuǎn)化的CO的物質(zhì)的量為 5（1-x）ymol，利用三段式法求出平衡時(shí)各組分的物質(zhì)的量，代入800℃平衡常數(shù)，據(jù)此解答．

解答 解：（1）由表可知，溫度升高，反應(yīng)的化學(xué)平衡常數(shù)減小，說明溫度升高，化學(xué)平衡逆向移動(dòng)，逆方向?yàn)槲鼰岱较颍?br />故答案為：吸熱；
（2）800℃，K=1，反應(yīng)CO（g）+H₂O（g）?H₂（g）+CO₂（g），化學(xué)計(jì)量數(shù)相同，由物質(zhì)的量代替濃度有：
A、Qc=$\frac{2×3}{1×5}$＞1，反應(yīng)向著逆反應(yīng)方向進(jìn)行；B、Qc=$\frac{1×1}{2×2}$＜1，反應(yīng)向著正方向進(jìn)行；C、產(chǎn)物起始濃度為0，向著正方向進(jìn)行，D、Qc=$\frac{1×1}{0.5×2}$=1，反應(yīng)平衡；E、Qc=$\frac{1×2}{3×1}$＜1，反應(yīng)向著正方向進(jìn)行；
故答案為：BCE；
（3）已知：①C（s）+CO₂（g）?2CO（g）△H₁、K；
②C（s）+H₂O（g）?CO（g）+H₂（g）△H₂、K₁；
③CO（g）+H₂O（g）?H₂（g）+CO₂（g）△H₃、K₂，
根據(jù)蓋斯定律①=②-③可得；則K=$\frac{{K}_{1}}{{K}_{2}}$；
故答案為：K=$\frac{{K}_{1}}{{K}_{2}}$；
（4）設(shè)CO的平衡轉(zhuǎn)化率為x，
        CO（g）+H₂O（g）?H₂（g）+CO₂（g）
c始：0.02        0.02            0             0   
c轉(zhuǎn)：0.02x       0.02x          0.02x     0.02x
c平：0.02-0.02x     0.02-0.02x       0.02x          0.02 x
500℃，K=$\frac{0.02{x}^{2}}{（0.02-0.02x）^{2}}$=9，解得x=75%；
故答案為：75%；
（5）利用三段式，
                       CO（g）+H₂O（g）?H₂（g）+CO₂（g），
起始：5（1-x）     5x                  0           0
轉(zhuǎn)化：5（1-x）y   5（1-x）y         5（1-x）y      5（1-x）y
平衡：5（1-x）（1-y）   5（x-y+xy）       5（1-x）y      5（1-x）y
根據(jù)平衡常數(shù)K=$\frac{5（1-x）y•5（1-x）y}{5（1-x）（1-y）•5（x-y+xy）}$=1，
解得y=x；
故答案為：x．

點(diǎn)評 本題主要考查了影響化學(xué)平衡常數(shù)的因素、平衡常數(shù)的概念、轉(zhuǎn)化率的計(jì)算、平衡常數(shù)的應(yīng)用等知識(shí)點(diǎn)，中等難度，解題時(shí)抓住基本概念的應(yīng)用．