Question

已知下列两个反应：
反应Ⅰ：CO₂(g)＋H₂(g) CO(g)＋H₂O　ΔH₁
反应Ⅱ：CO₍g)＋H₂O(g) CO₂(g)＋H₂(g)　ΔH₂
(1)相同温度下，若上述反应Ⅰ的化学平衡常数为K₁，反应Ⅱ的化学平衡常数为K₂，那么K₁·K₂＝________。
(2)反应Ⅰ化学平衡常数K₁和温度t的关系如下表一：

t/℃	700	800	850	1 000	1 200
K1	0.6	0.9	1.0	1.7	2.6

 
该反应的ΔH₁__________0(选填“>”、“＝”或“<”)。
(3)某温度下，反应Ⅰ的化学平衡常数为2.25。在该温度下，向甲、乙、丙三个恒容密闭容器中通入CO₂(g)和H₂(g)，这两种物质的起始浓度如下表二：

起始浓度	甲	乙	丙
c(CO2)(mol/L)	0.01	0.02	0.02
c(H2)(mol/L)	0.01	0.01	0.02

 
反应速率最快的是________(填“甲”、“乙”或“丙”)，平衡时，H₂转化率最大的是________(填“甲”、“乙”或“丙”)，丙中H₂的转化率为________。

Answer 1

(1)1　(2)>　(3)丙　乙　60%

(1)反应Ⅰ和反应Ⅱ是一个反应，而且温度相同，只是表达方式有差别，反应Ⅰ的反应物是反应Ⅱ的生成物，故K₁与K₂互为倒数的关系。
(2)由表中温度与化学平衡常数的关系可知，温度越高，化学平衡常数(K)越大，即升高温度，平衡向正反应方向移动，故正反应为吸热反应，ΔH>0。
(3)丙中的CO₂(g)和H₂(g)起始浓度都最大，而反应温度相同，故丙中反应速率最大。甲、丙为等效平衡，而乙中CO₂(g)的浓度大于H₂(g)的浓度，故乙中H₂转化率最大。
设丙中平衡时CO(g)的浓度为x mol/L，那么CO₂(g)的浓度为(0.02 －x)mol/L，H₂(g)的浓度为(0.02－x)mol/L，H₂O(g)的浓度为x mol/L，
所以K＝x²/(0.02－x)²＝2.25，解得x＝0.012，
即H₂(g)的浓度为0.008 mol/L，
故丙中H₂的转化率为×100%＝60%。