Question

【題目】已知：CO(g)＋H2O(g)CO2(g)＋H2(g) ΔH＝Q，其平衡常數(shù)隨溫度變化如下表所示：

溫度/℃	400	500	850
平衡常數(shù)	9.94	9	1

請回答下列問題：

（1）上述反應(yīng)的化學(xué)平衡常數(shù)表達式為___，該反應(yīng)的Q__0(填“＞”或“＜”)。

（2）850℃時在體積為10L反應(yīng)器中，通入一定量的CO和H2O(g)，發(fā)生上述反應(yīng)，CO和H2O(g)濃度變化如圖所示，則0～4 min時平均反應(yīng)速率v(CO)＝__。

（3）400℃時，壓強恒定的密閉容器中進行上述反應(yīng)。該可逆反應(yīng)達到平衡的標(biāo)志是__(填字母)。

A．v逆(H2)＝v正(CO)

B．容器的總體積不再隨時間而變化

C．混合氣體的密度不再隨時間變化

D．CO、H2O、CO2、H2的分子數(shù)之比為1∶1∶1∶1

（4）若在500℃時進行，且CO、H2O(g)的起始濃度均為0.020molL-1，該條件下，CO的最大轉(zhuǎn)化率為__。

（5）若在850℃時進行，某時刻時測得CO(g)、H2O(g)、CO2(g)、H2(g)的物質(zhì)的量分別為1mol、0.5mol、0.6mol、0.6mol，此時V正__V逆。(填“＞”或“＜”或“=”)

（6）若在850℃時進行，設(shè)起始時CO和H2O(g)共為1mol，其中水蒸氣的體積分數(shù)為x，平衡時CO的轉(zhuǎn)化率為y，試推導(dǎo)y隨x變化的函數(shù)關(guān)系式為__。

Answer 1

【答案】K= ＜ 0.03molL-1min-1 A 75% ＞ y＝x

【解析】

（1）首先根據(jù)給出的平衡常數(shù)可以看出，隨著溫度的升高平衡常數(shù)在減小，說明該反應(yīng)是一個放熱反應(yīng)；

（2）根據(jù)化學(xué)反應(yīng)速率的公式來列方程即可，注意單位；

（3）可逆反應(yīng)達到平衡的標(biāo)志是各物質(zhì)的濃度（或者物質(zhì)的量）不再發(fā)生改變，據(jù)此來分析選項即可，萬變不離其宗；

（4）轉(zhuǎn)化率即，據(jù)此來列方程即可，此處的量可以代入濃度、物質(zhì)的量、質(zhì)量等等；

（5）850℃下的平衡常數(shù)已知，算出濃度商再和平衡常數(shù)進行比較即可；

（6）列出平衡常數(shù)的表達式再進行分析。

（1）列出反應(yīng)的平衡常數(shù)表達式：，隨著溫度升高平衡常數(shù)逐漸減小，說明正反應(yīng)放熱，即；

（2）在0~4分鐘內(nèi)，的濃度變化了0.12mol/L，因此；

（3）A.該項表明正反應(yīng)速率和逆反應(yīng)速率相等，即達到平衡狀態(tài)，A項正確；

B.反應(yīng)前后氣體分子數(shù)不變，因此就算是恒壓容器，體積也是保持不變的，故不能說明反應(yīng)達到了平衡狀態(tài)，B項錯誤；

C.反應(yīng)前后氣體分子數(shù)不變，因此氣體密度保持不變，不能說明反應(yīng)達到了平衡狀態(tài)，C項錯誤；

D.分子數(shù)為1:1:1:1不能說明反應(yīng)達到平衡狀態(tài)，只有各物質(zhì)的濃度保持不變時才能說明反應(yīng)達到平衡狀態(tài)，D項錯誤；

答案選A；

（4）設(shè)反應(yīng)中生成了x mol/L的，根據(jù)計量比不難看出生成的也為x mol/L，則平衡常數(shù)可以表達為，解得，轉(zhuǎn)化率，則轉(zhuǎn)化率最大為75%；

（5）假設(shè)容器的濃度為1L，求出此時的濃度商：，而850℃下的平衡常數(shù)K為1，，此時尚未達到平衡，反應(yīng)還將正向進行，因此正反應(yīng)速率大于逆反應(yīng)速率；

（6）因800℃時反應(yīng)平衡常數(shù)為1，起始時水蒸氣的物質(zhì)的量為x mol，CO的物質(zhì)的量為，反應(yīng)中轉(zhuǎn)化的的物質(zhì)的量為，根據(jù)化學(xué)計量比不難發(fā)現(xiàn)消耗的水蒸氣、生成的、生成的均為，代入平衡常數(shù)表達式：，化簡得出。