Question

煤化工中常需研究不同溫度下平衡常數(shù)、投料比及熱值等問題
已知：CO（g）+H₂O（g）?H₂（g）+CO₂（g）的平衡常數(shù)隨溫度變化如下表：

溫度/℃	400	500	800
平衡常數(shù)Kc	9.94	9	1

試回答下列問題
（1）上述正向反應是：

 

 反應（選填：放熱、吸熱）．
（2）在800℃發(fā)生上述反應，以表中的物質的量投入恒容反應器，其中向正反應方向移動的有

 

（選填A、B、C、D、E）

	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

（3）已知在一定溫度下：C（s）+CO₂（g）?2CO（g）平衡常數(shù)K；C（s）+H₂O（g）?CO（g）+H₂（g）  平衡常數(shù)K₁；CO（g）+H₂O（g）?H₂（g）+CO₂（g） 平衡常數(shù)K₂，則K、K₁、K₂之間的關系是：

 

（4）在VL密閉容器中通入10molCO和10mol水蒸氣，在T℃達到平衡，然后急速除去水蒸氣（除水蒸氣時各物質的物質的量不變），將混合氣體燃燒，測得放出的熱量為2842kJ（已知CO燃燒熱為283kJ/mol，H₂燃燒熱為286kJ/mol），則T℃平衡常數(shù)K=

 

．

Answer 1

考點：化學平衡常數(shù)的含義,反應熱和焓變,化學平衡的影響因素

專題：化學平衡專題

分析：（1）根據(jù)表中數(shù)據(jù)，溫度升高，化學平衡常數(shù)增大進行判斷；
（2）在800℃，平衡常數(shù)Kc=1，即c（CO₂）?c（H₂）=c（CO）?c（H₂O）時為平衡狀態(tài)，在同一容器中，當n（CO₂）?n（H₂）＜n（CO）?n（H₂O）時，平衡向著正向移動；
（3）根據(jù)化學平衡常數(shù)表達式計算K、K₁、K₂之間的關系；
（4）CO、H₂的物質的量各為10mol，根據(jù)燃燒放出的熱量求出CO、H₂各自的物質的量，利用三段式法求出平衡時各組分的物質的量，代入平衡常數(shù)計算．

解答： 解：（1）由于溫度升高，該反應的化學平衡常數(shù)減小，平衡向著逆向移動，正向反應是放熱反應，故答案為：放熱；
（2）由于在800℃，平衡常數(shù)為1，則c（CO₂）?c（H₂）=c（CO）?c（H₂O），因為在同一容器中，所以反應向著正向移動，必須滿足n（CO₂）?n（H₂）＜n（CO）?n（H₂O），
A、3×2＞1×5，反應向著逆向移動，故A錯誤；
B、1×1＜2×2，反應向著正向移動，故B正確；
C、0×0＜3×3，反應向著正向移動，故C正確；
D、2×0.5=1×1，達到平衡狀態(tài)，故D錯誤；
E、1×2＜1×3，平衡向著正向移動，故E正確；
故答案為：BCE；
（3）反應①C（s）+CO₂（g）?2CO（g）平衡常數(shù)K=

c2(CO)

c(CO2)

，
反應②C（s）+H₂O（g）?CO（g）+H₂（g）平衡常數(shù)K₁=

c(H2)?c(CO)

c(H2O)

，
反應③CO（g）+H₂O（g）?H₂（g）+CO₂（g） 平衡常數(shù)K₂=

c(H2)?c(CO2)

c(CO)?c(H2O)

，
反應②-反應③得反應①，所以：K=

K1

K2

，
故答案為：K=

K1

K2

；
（4）由方程式CO（g）+H₂O（g）?H₂（g）+CO₂（g）可知，1molCO反應生成1molH₂，開始通入10molCO，平衡時CO、H₂的物質的量之和為10mol
設CO、H₂物質的量為x、y，則：

x+y=10 283x+286y=2842

，
解得：

x=6mol y=4mol

，
利用三段式法求出平衡時各組分的物質的量，
       CO（g）+H₂O（g）?H₂（g）+CO₂（g），
起始：10mol   10mol     0        0 
轉化：4mol    4mol     4mol      4mol
平衡：6mol    6mol     4mol      4mol
所以T℃時反應的平衡常數(shù)為：K=

c(H2)?c(CO2)

c(CO)?c(H2O)

=

4 V × 4 V

6 V × 6 V

=

4

9

，
故答案為：

4

9

．

點評：本題考查了平衡常數(shù)的計算及應用、影響化學平衡的因素等知識，題目難度中等，注意掌握利用燃燒熱計算平衡常數(shù)的方法，明確化學平衡的影響因素、化學平衡常數(shù)的概念及計算方法．