Question

19．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）?CO₂（g）+H₂（g），其化學(xué)平衡常數(shù)K和溫度t的關(guān)系如表：

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=$\frac{{（CO）•（{H_2}）}}{{（CO）•（{H_2}O）}}$，該反應(yīng)為放熱反應(yīng)（填吸熱或放熱）．
若改變條件使平衡向正反應(yīng)方向移動，則平衡常數(shù)③（填序號）
①一定不變    ②一定減小     ③可能增大     ④增大、減小、不變皆有可能
（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bc
a．容器中壓強(qiáng)不變        b．混合氣體中c（CO）不變
c．v_逆（H₂）=v_正（H₂O）        d．c（CO）=c（CO₂）
（3）將不同量的CO （g） 和H₂O （g） 分別通入到體積為2L的恒容密閉容器中，進(jìn)行反應(yīng) CO （g）+H₂O （g）?CO₂（g）+H₂（g），得到如表三組數(shù)據(jù)：

實(shí)驗(yàn)組	溫度/℃	起始量/mol		平衡量/mol		達(dá)到平衡所需時(shí)間/min
		H2O	CO	CO2	CO
A	650	2	4	1.6	2.4	5
B	900	1	2	0.4	1.6	3
C	900	a	b	c	d	t

①通過計(jì)算可知，CO的轉(zhuǎn)化率實(shí)驗(yàn)A大于 實(shí)驗(yàn)B（填“大于”、“等于”或“小于”），該反應(yīng)的正反應(yīng)為放（填“吸”或“放”）熱反應(yīng)．
②若實(shí)驗(yàn)C要達(dá)到與實(shí)驗(yàn)B相同的平衡狀態(tài)，則a、b應(yīng)滿足的關(guān)系是b=2a（用含a、b的數(shù)學(xué)式表示）．

Answer 1

分析 （1）CO（g）+H₂O（g）?CO₂（g）+H₂（g），反應(yīng)的平衡常數(shù)K=$\frac{生成物平衡濃度冪次方乘積}{反應(yīng)物平衡濃度冪次方乘積}$；平衡常數(shù)隨溫度升高減小，說明升溫平衡逆向進(jìn)行；若改變條件使平衡向正反應(yīng)方向移動，平衡常數(shù)不一定變化，平衡常數(shù)只隨溫度變化；
（2）根據(jù)化學(xué)平衡狀態(tài)的特征解答，當(dāng)反應(yīng)達(dá)到平衡狀態(tài)時(shí)，正逆反應(yīng)速率相等，各物質(zhì)的濃度、百分含量不變，以及由此衍生的一些量也不發(fā)生變化，解題時(shí)要注意，選擇判斷的物理量，隨著反應(yīng)的進(jìn)行發(fā)生變化，當(dāng)該物理量由變化到定值時(shí)，說明可逆反應(yīng)到達(dá)平衡狀態(tài)；
（3）①實(shí)驗(yàn)A中CO的轉(zhuǎn)化率為$\frac{4mol-2.4mol}{4mol}$×100%=40%，實(shí)驗(yàn)B中CO的轉(zhuǎn)化率為$\frac{2mol-1.6mol}{2mol}$×100%=20%，利用轉(zhuǎn)化率與消耗量和起始量的關(guān)系計(jì)算并判斷反應(yīng)熱；
②從等效平衡的角度分析，若實(shí)驗(yàn)C要達(dá)到與實(shí)驗(yàn)B等效的平衡狀態(tài)，則所加入物質(zhì)的物質(zhì)的量之比等于初始原料的配比數(shù)．

解答 解：（1）CO（g）+H₂O（g）?CO₂（g）+H₂（g），K=$\frac{{（CO）•（{H_2}）}}{{（CO）•（{H_2}O）}}$，平衡常數(shù)隨溫度升高減小，說明升溫平衡逆向進(jìn)行，逆反應(yīng)為吸熱反應(yīng)，正反應(yīng)為放熱反應(yīng)，若改變條件使平衡向正反應(yīng)方向移動，則平衡常數(shù)不一定變化，平衡常數(shù)只隨溫度變化，濃度變化不影響平衡常數(shù)，則平衡向正反應(yīng)方向移動可能增大，
故答案為：$\frac{{（CO）•（{H_2}）}}{{（CO）•（{H_2}O）}}$； 放熱；③；
（2）a、容器中壓強(qiáng)始終不變，不能說明反應(yīng)達(dá)到平衡狀態(tài)，故a錯誤；
b、混合氣體中c（CO）不變，是平衡的標(biāo)志，故b正確；
c、v_正（H₂）=v_正（H₂O）=v_逆（H₂O），正逆反應(yīng)速率相等，但不為0，能說明反應(yīng)達(dá)到平衡狀態(tài)，故c正確；
d、c（CO₂）=c（CO）可能是平衡狀態(tài)，也可能不是，與各物質(zhì)的初始濃度及轉(zhuǎn)化率有關(guān)，故d錯誤；
故答案為：b c；
（3）①實(shí)驗(yàn)A中CO的轉(zhuǎn)化率為$\frac{4mol-2.4mol}{4mol}$×100%=40%，實(shí)驗(yàn)B中CO的轉(zhuǎn)化率為$\frac{2mol-1.6mol}{2mol}$×100%=20%，則實(shí)驗(yàn)A的轉(zhuǎn)化率大于實(shí)驗(yàn)B，
則說明溫度升高平衡向逆反應(yīng)方向移動，該反應(yīng)放熱，故答案為：大于；放；
②若實(shí)驗(yàn)C要達(dá)到與實(shí)驗(yàn)B等效的平衡狀態(tài)，則所加入物質(zhì)的物質(zhì)的量之比等于初始原料的配比數(shù)，即b=2a，故答案為：b=2a．

點(diǎn)評 本題考查化學(xué)平衡常數(shù)的應(yīng)用、化學(xué)平衡移動，等效平衡的分析判斷，掌握化學(xué)平衡常數(shù)的書寫與應(yīng)用和平衡移動原理是解題關(guān)鍵，題目難度中等．