Question

16．某可逆反應的平衡常數(shù)表達式為K=$\frac{[CO]•[{H}_{2}O]}{[C{O}_{2}]•[{H}_{2}]}$，恒容時，溫度升高H₂濃度減小．試回答下列問題：
（1）該反應的化學方程式為CO₂（g）+H₂（g）?CO（g）+H₂O（g）．
（2）溫度升高，該反應的K值增大（填“增大”“減小”或“不變”），化學平衡移動達到新的平衡后，CO₂和CO體積比減小（填“增大”“減小”或“不變”）．
（3）在一體積為10L的容器中，通入一定量的CO和H₂O，在850℃時發(fā)生反應，CO和H₂O濃度變化如下圖．則 0-4min的平均反應速率v（CO）=0.03 mol•L^-1•min^-1，850℃的化學平衡常數(shù)的值K=1．
（4）850℃時，在相同容器中發(fā)生反應CO₂ （g）+H₂ （g）═CO （g）+H₂O （g），t時刻容器內各物質的濃度分別為：一氧化碳0.09mol•L^-1、水蒸氣0.09mol•L^-1、二氧化碳0.08mol•L^-1、氫氣 0.08mol•L^-1，此時v（正）小于v（逆）（“大于”“小于”或“等于”）

Answer 1

分析 （1）平衡常數(shù)是指：一定溫度下，可逆反應到達平衡時，生成物濃度系數(shù)次冪乘積與反應物濃度系數(shù)次冪乘積的比，故反應方程式為：CO₂（g）+H₂（g）?CO（g）+H₂O（g）；
（2）恒容時，溫度升高H₂濃度減小，說明升高溫度平衡正向移動，平衡常數(shù)增大，到達新平衡CO物質的量增大、二氧化碳物質的量減小；
（3）由圖可知，4min到達平衡時，CO的濃度為0.08mol/L，則：
              CO₂（g）+H₂（g）?CO（g）+H₂O（g）
起始量（mol/L）：0       0         0.2    0.3
轉化量（mol/L）：0.12    0.12      0.12   0.12
平衡量（mol/L）：0.12    0.12      0.08   0.18
根據(jù)v=$\frac{△c}{△t}$計算v（CO），平衡常數(shù)K=$\frac{[CO]•[{H}_{2}O]}{[C{O}_{2}]•[{H}_{2}]}$；
（4）計算此時濃度商Qc，若Qc=K，處于平衡狀態(tài)，若Qc＜K，反應向正反應進行，若Qc＞K，反應向逆反應進行，進而判斷v（正）、v（逆）相對大�。�

解答 解：（1）平衡常數(shù)是指：一定溫度下，可逆反應到達平衡時，生成物濃度系數(shù)次冪乘積與反應物濃度系數(shù)次冪乘積的比，平衡常數(shù)表達式為K=$\frac{[CO]•[{H}_{2}O]}{[C{O}_{2}]•[{H}_{2}]}$，故反應方程式為：CO₂（g）+H₂（g）?CO（g）+H₂O（g），
故答案為：CO₂（g）+H₂（g）?CO（g）+H₂O（g）；
（2）恒容時，溫度升高H₂濃度減小，說明升高溫度平衡正向移動，平衡常數(shù)K增大，到達新平衡CO物質的量增大、二氧化碳物質的量減小，則CO₂和CO體積比減小，
故答案為：增大；減�。�
（3）由圖可知，4min到達平衡時，CO的濃度為0.08mol/L，則：
               CO₂（g）+H₂（g）?CO（g）+H₂O（g）
起始量（mol/L）：0       0      0.2     0.3
轉化量（mol/L）：0.12    0.12   0.12    0.12
平衡量（mol/L）：0.12    0.12   0.08    0.18
故v（CO）=$\frac{0.12mol/L}{4min}$=0.03mol•L^-1•min^-1，平衡常數(shù)K=$\frac{[CO]•[{H}_{2}O]}{[C{O}_{2}]•[{H}_{2}]}$=$\frac{0.08×0.18}{0.12×0.12}$=1，
故答案為：0.03；1；
（4）此時濃度商Qc=$\frac{0.09×0.09}{0.08×0.08}$=1.27＞K=1，反應向逆反應進行，故v（正）＜v（逆），
故答案為：小于．

點評 本題考查化學平衡計算、反應速率計算、平衡常數(shù)計算與應用，注意三段式解題法在化學平衡計算中應用，理解平衡常數(shù)應用．