Question

【题目】在2 L的密闭容器中，进行如下化学反应：CO2(g)＋H2(g)CO(g)＋H2O(g)，其化学平衡常数K和温度t的关系如下表：

t ℃	700	800	830	1 000	1 200
K	0.6	0.9	1.0	1.7	2.6

回答下列问题：

(1)该反应为______________(填“吸热”或“放热”)反应。

(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正(H2)＝v逆(H2O) D．c(CO2)＝c(CO)

(3)某温度下，平衡浓度符合下式：c(CO2)·c(H2)＝c(CO)·c(H2O)，试判断此时的温度为________℃。该温度下，若向该容器中充入n(CO2)＝1 mol，n(H2)＝1 mol，4 min末达到平衡，CO2的转化率为_____________，H2的体积分数为_________。

Answer 1

【答案】吸热 BC 830 50% 25%

【解析】

(1)根据温度对化学平衡、化学平衡常数的影响结合表格数据分析判断；

(2)化学平衡状态的标志：正逆反应速率相等，各组分含量保持不变，据此分析判断；

(3)某温度下，平衡浓度符合下式：c(CO2)c(H2)=c(CO)c(H2O)，说明平衡常数K=1；该温度下，向该容器中充入n(CO2)＝1 mol，n(H2)＝1 mol，CO2、H2的起始物质的量之比等于化学计量数之比，则二者平衡浓度相等，由CO2(g)+H2(g)CO(g)+H2O(g)，可知平衡时CO(g)、H2O(g)浓度相等，结合平衡常数K==1，分析解答。

(1)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，化学平衡常数增大，说明化学平衡正向移动，因此正反应方向吸热，故答案为：吸热；

(2)A、该反应是一个反应前后体积不变的反应，容器中的压强始终不变，压强不变不能表示达到平衡状态，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，c(CO)不变能够说明达到平衡状态，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)某温度下，平衡浓度符合下式：c(CO2)c(H2)=c(CO)c(H2O)，说明平衡常数K=1，故温度为830℃；该温度下，向该容器中充入n(CO2)＝1 mol，n(H2)＝1 mol，CO2、H2的起始物质的量之比等于化学计量数之比，则二者平衡浓度相等，由CO2(g)+H2(g)CO(g)+H2O(g)，可知平衡时CO(g)、H2O(g)浓度相等，结合平衡常数K==1可知，平衡时c(CO2)=c(H2)=c(CO)=c(H2O)，根据碳元素守恒可知，平衡时n(CO2)=n(CO2)==0.5mol，故二氧化碳的转化率为×100%=50%； n(H2)=0.5mol，则H2的体积分数×100%=25%，故答案为：830；50%；25%。