Question

在一定體積的密閉容器中，進(jìn)行如下化學(xué)反應(yīng)：
CO（g）+H₂O（g）

催化劑

CO₂（g）+H₂（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	1.7	1.1	1.0	0.6	0.4

回答下列問題：
（1）該反應(yīng)的化學(xué)平衡常數(shù)表達(dá)式為K=

 

．，該反應(yīng)為

 

反應(yīng)（選填“吸熱”、“放熱”）．
（2）能判斷該反應(yīng)是否達(dá)到化學(xué)平衡狀態(tài)的依據(jù)是

 

（a）容器中壓強(qiáng)不變           （b）混合氣體中c（CO）不變
（c）υ_逆（H₂）=υ_正（H₂O）        （d）c（CO₂）=c（CO）
（3）830℃時(shí)，容器中的反應(yīng)已達(dá)到平衡．在其他條件不變的情況下，縮小容器的體積，平衡

 

移動(dòng)（選填“向正反應(yīng)方向”、“向逆反應(yīng)方向”、“不”）．
（4）若830℃時(shí)，向容器中充入1molCO、5molH₂O，反應(yīng)達(dá)到平衡后，CO的轉(zhuǎn)化率為

 

．

Answer 1

分析：（1）依據(jù)化學(xué)方程式和平衡常數(shù)概念寫出表達(dá)式，用生成物濃度的冪次方乘積除以反應(yīng)物的冪次方乘積，依據(jù)平衡常數(shù)隨溫度升高減小說明平衡逆向進(jìn)行，逆向是吸熱反應(yīng)正向?yàn)榉艧岱磻?yīng)；
（2）依據(jù)化學(xué)平衡的標(biāo)志是正逆反應(yīng)速率相同，各組分濃度保持不變分析選項(xiàng)；
（3）依據(jù)平衡三段式計(jì)算平衡濃度，結(jié)合平衡常數(shù)計(jì)算消耗一氧化碳，根據(jù)轉(zhuǎn)化率概念計(jì)算得到．

解答：解：（1）在一定體積的密閉容器中，進(jìn)行如下化學(xué)反應(yīng)：CO（g）+H₂O（g）

催化劑

CO₂（g）+H₂（g），平衡常數(shù)K=

C(CO2)?C(H2)

C(CO)?C(H2O)

，圖表中平衡常數(shù)隨溫度升高減小說明平衡逆向進(jìn)行，逆向是吸熱反應(yīng)正向?yàn)榉艧岱磻?yīng)，
故答案為：

C(CO2)?C(H2)

C(CO)?C(H2O)

；放熱；
（2）（a）反應(yīng)是氣體體積不變的反應(yīng)，過程中和平衡狀態(tài)容器中壓強(qiáng)不變，不能說明反應(yīng)達(dá)到平衡狀態(tài)，故a不符合；
（b）混合氣體中c（CO）不變，是平衡標(biāo)志，說明反應(yīng)達(dá)到平衡，故b符合；
（c）反應(yīng)速率之比等于化學(xué)方程式系數(shù)之比，υ_逆（H₂）=υ_正（H₂O）說明氫氣的正逆反應(yīng)速率相同，故c符合；
（d）c（CO₂）=c（CO），只能說明某一時(shí)刻可能相同，但不能說明濃度不變，故d不符合；
故答案為：bc；
（3）830℃時(shí)，容器中的反應(yīng)已達(dá)到平衡．在其他條件不變的情況下，縮小容器的體積，因?yàn)榉磻?yīng)是氣體體積不變的反應(yīng)，改變壓強(qiáng)不影響化學(xué)平衡移動(dòng)，
故答案為：不；
（4）若830℃時(shí)，平衡常數(shù)K=1.0，向容器中充入1molCO、5molH₂O，反應(yīng)達(dá)到平衡后，消耗一氧化碳物質(zhì)的量為x
                 CO（g）+H₂O（g）

催化劑

CO₂（g）+H₂（g）
起始量（mol）  1         5            0       0
變化量（mol）  x         x             x       x
平衡量（mol）1-x         5-x           x        x

x2

(1-x)(5-x)

=1
計(jì)算得到x=

5

6

mol
CO的轉(zhuǎn)化率=

5 6 mol

1mol

×100%=83.3%，
故答案為：83.3%．

點(diǎn)評：本題考查了化學(xué)平衡的計(jì)算應(yīng)用，平衡標(biāo)志的分析判斷，平衡常數(shù)概念的分析理解是解題關(guān)鍵．