题目内容
【题目】在一定体积的密闭容器中,进行如下化学反应:
CO(g)+H2O(g)CO2(g)+H2(g),其化学平衡常数K和温度t的关系如下表:
t℃ | 700 | 800 | 830 | 1000 | 1200 |
K | 1.7 | 1.1 | 1.0 | 0.6 | 0.4 |
回答下列问题:
(1) 该反应的化学平衡常数表达式为K=__________,该反应为_________反应(填吸热或放热)。
若改变条件使平衡向正反应方向移动,则平衡常数_____________(填序号)
①一定不变 ②一定减小 ③可能增大 ④增大、减小、不变皆有可能
(2) 能判断该反应是否达到化学平衡状态的依据是_______________
a.容器中压强不变 b.混合气体中c(CO)不变
c.v逆(H2)=v正(H2O) d.c(CO)=c(CO2)
(3) 将不同量的CO (g) 和H2O (g) 分别通入到体积为2 L的恒容密闭容器中,进行反应 CO (g) + H2O (g) CO2 (g) + H2 (g),得到如下三组数据:
实验组 | 温度/℃ | 起始量/mol | 平衡量/mol | 达到平衡所需时间/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通过计算可知,CO的转化率实验A 实验B(填“大于”、“等于”或“小于”),该反应的正反应为 (填“吸”或“放”)热反应。
②若实验C要达到与实验B相同的平衡状态,则a、b应满足的关系是 (用含a、b的数学式表示)。
【答案】
(1)K=;放热;③
(2)bc
(3)①大于;放②b=2a
【解析】
试题分析:(1)因平衡常数等于生成物的浓度幂之积除以反应物的浓度幂之积,CO2(g)+H2(g) CO(g)+H2O(g)反应的平衡常数K=
,化学平衡常数的大小只与温度有关,升高温度,平衡向吸热的方向移动,由表可知:升高温度,化学平衡常数减小,说明化学平衡逆向移动,因此正反应方向放热,改变条件使平衡向正反应方向移动,温度可能变化,可能不变,则平衡常数可能增大、减小、不变,故选④,故答案为:
;放热;④;
(2)a、反应是一个反应前后体积不变的反应,压强的改变不会要引起平衡移动,故a错误;b、化学平衡时,各组分的浓度不随时间的改变而改变,故b正确;c、化学平衡状态的标志是v正=v逆,所以v正(H2)=v逆(H2O)表明反应达到平衡状态,故c正确;d、c(CO2)=c(CO)时,不能表明正逆反应速率相等,不一定达到了平衡状态,故d错误;故选bc;
(3)①反应各组分的化学计量数为1,故可以用物质的量代替浓度计算平衡常数.
650℃时到达平衡:H2O(g)+CO(g)CO2(g)+H2(g),
开始(mol): 2 4 0 0
变化(mol): 1.6 1.6 1.6 1.6
平衡(mol): 0.4 2.4 1.6 1.6
所以650℃的平衡常数k==
,CO的转化率=
×100%=40%,
900℃时到达平衡:H2O(g)+CO(g) CO2(g)+H2(g),
开始(mol): 1 2 0 0
变化(mol): 0.4 0.4 0.4 0.4
平衡(mol): 0.6 1.6 0.4 0.4
所以900℃的平衡常数k==
,CO的转化率=
×100%=20%,CO的转化率实验A>实验B;升高温度平衡常数减小,即升高温度平衡向逆反应移动,升高温度向吸热反应移动,故正反应为放热反应,故答案为:大于;放;
②使实验3达到平衡状态时各物质的体积分数与实验2分别相等,为等效平衡,该反应为反应前后气体的体积不发生变化,满足n(H2O):n(CO)=1:2即可,即b=2a,故答案为:b=2a。
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