(1)化學平衡常數(shù)K表示可逆反應的進行程度,K值越大,表示反應物的轉化率越
 
(填“大”“小”或“可能增大也可能減小”),K值大小與溫度的關系是:溫度升高,K值
 
(填“一定增大”“一定減小”或“可能增大也可能減小”).
(2)在一體積為10L的容器中,通入一定量的CO和H2O,在800℃時發(fā)生如下反應:CO(g)+H2O(g)?CO2(g)+H2(g)△H<0CO和H2O物質的量濃度變化如圖所示,則:
①0-4min間平均反應速率v(CO)=
 
 mol?L-1?min-1
②在800℃時該反應的化學平衡常數(shù)K=
 
(要求寫出表達式及數(shù)值);CO的轉化率=
 

③在800℃時,若反應開始時此容器中CO和H2O的濃度分別為0.20mol/L和0.80mol/L,則達到平衡時CO轉化為CO2的轉化率是:
 

(3)在載人航天器的生態(tài)系統(tǒng)中,不僅要求分離去除CO2,還要求提供充足的O2.某種電化學裝置可實現(xiàn)如下轉化:2CO2=2CO+O2,CO可用作燃料.已知該反應的陽極反應為:4OH--4e-=O2↑+2H2O,則陰極反應式為:
 
.有人提出,可以設計反應2CO=2C+O2,來消除CO的污染.請你判斷是否可行并說出理由:
 
考點:物質的量或濃度隨時間的變化曲線
專題:化學平衡專題
分析:(1)依據(jù)平衡常數(shù)是表示平衡進行程度大小的量;化學反應吸熱或放熱反應,溫度升高平衡向吸熱反應方向進行;
(2)①根據(jù)υ=
△c
△t
計算反應速率;
②計算出平衡時各物質的濃度,再根據(jù)平衡常數(shù)的表達式計算;先計算出反應消耗的CO的濃度,再根據(jù)轉化率公式計算;
③依據(jù)平衡常數(shù)不變,用化學平衡三段式列式計算;
(3)陰極發(fā)生還原反應,CO2被還原生成CO,總反應式減去陽極反應式得陰極反應式;根據(jù)△G的大小判斷反應能否進行.
解答: 解:(1)化學平衡常數(shù)K表示可逆反應的進行程度,依據(jù)平衡常數(shù)含義可知,K值越大,可逆反應的進行程度越大,轉化率越大;溫度升高,平衡向吸熱反應方向進行,反應可能是吸熱反應,也可能是放熱反應,所以溫度升高,平衡常數(shù)可能增大也可能減小;
故答案為:大;可能增大也可能減�。�
(2)①υ(CO)=
△c
△t
=
0.2mol/L-0.08mol/L
4min
=0.03mol/(L?min);
故答案為:0.03mol/(L?min);
②0~4min時,消耗的CO的濃度為:0.20mol/L-0.08mol/L=0.12mol/L,則CO的轉化率為
0.12
0.20
×100%=60%;
用三段式法計算:
         CO(g) 十   H2O(g) CO2(g)  十   H2 (g)
起始:0.20mol/L    0.30mol/L           0              0
轉化:0.12mol/L    0.12mol/L        0.12mol/L      0.12mol/L
平衡:0.08mol/L    0.18mol/L        0.12mol/L      0.12mol/L
則K=
c(CO2)×c(H2)
c(CO)×c(H2O)
=
0.12mol/L×0.12mol/L
0.08mol/L×0.18mol/L
=1,
故答案為:1;60%;
③在800℃時,若反應開始時此容器中CO和H2O的濃度分別為 0.20mol?L-1和0.80mol?L-1,設一氧化碳反應的濃度為x,
                 CO(g)+H2O(g)?CO2(g)+H2(g)
起始量(mol/L) 0.20     0.80      0        0
變化量(mol/L)  x        x        x        x
平衡量(mol/L)0.20-x   0.80-x     x        x
K=
x2
(0.20-x)(0.80-x)
=1
x=0.16mol/L
則達到平衡時CO轉化率=
0.16mol/L
0.20mol/L
×100%=80%;
故答案為:80%;
(3)總反應式為2CO2=2CO+O2,陽極反應為4OH--4e-=O2↑+2H2O,總反應式減去陽極反應式得陰極反應式,所以陰極反應為:2CO2+4e-+2H2O=2CO+4OH-,反應2CO=2C+O2(△H>0、△S<0),則△G=△H-T?△S>0,反應是一個焓增、熵減的反應,任何情況下不能自發(fā)進行;
故答案為:2CO2+4e-+2H2O=2CO+4OH-;不可行,該反應是一個焓增、熵減的反應,任何情況下不能自發(fā)進行.
點評:本題考查較為綜合,涉及反應速率、平衡常數(shù)、平衡移動以及電化學等知識,題目難度中等,注意把握影響平衡移動的因素以及平衡移動方向的判斷.
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