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:
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 | 1000 | 1200 |
K | 0.6 | 0.9 | 1.0 | 1.7 | 2.6 |
回答下列问题:
(1)该反应的化学平衡常数表达式为K= 。
(2)该反应为________反应(填“吸热”“放热”)。
(3)能说明该反应达到化学平衡状态的是________。
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)
(4)某温度下,平衡浓度符合下式: 3c(CO2)·c(H2)=5c(CO)·c(H2O),试判断此时的温度为 ℃。
(5) 830℃时,在1L密闭容器中分别投入lmolH2和lmolCO2反应达到化学平衡时,CO2的转化率为 ;保持温度不变,在平衡体系中再充入1molH2和lmolCO2重新达到化学平衡时,CO2的平衡转化率 (填“增大”、“减小”或“不变”)
【答案】(12分)(1)c(CO)c(H2O)/c(CO2)c(H2)(2分)(2)吸热(2分)
(3)b、c(2分)(4)700(2分)(5)50%(2分)不变(2分)
【解析】
试题分析:(1)CO2(g)+H2(g)CO(g)+H2O(g),反应的平衡常数K=;
(2)图表中平衡常数随温度升高增大,说明升温平衡正向进行,正反应是吸热反应;
(3)a.反应前后气体体积不变,反应过程中和平衡状态压强不变,容器中压强不变不能说明费用达到平衡状态,故错误;b.混合气体中 c(CO)不变是平衡标志,故b正确;c.反应速率之比等于化学方程式系数之比,是正反应速率之比,υ正(H2)=υ逆(H2O) 表面水的正逆反应速率相同,反应达到平衡状态,故c正确;d.c(CO2)=c(CO)和起始量和消耗量有关,不能说明反应达到平衡状态,故d错误;故答案为bc;
(4)某温度下,平衡浓度符合下式: 3c(CO2)·c(H2)=5c(CO)·c(H2O),K=0.6,依据图表数据可知,平衡常数随温度变化,温度不变,平衡常数不变,判断此时的温度为700℃;
(5) CO2(g)+H2(g)CO(g)+H2O(g)
起始物质的量(mol)1 1 0 0
变化物质的量(mol)n n n n
平衡物质的量(mol)1-n 1-n n n
则[(nmol/1L)×(nmol/1L)]÷[(1-nmol/1L)×1-(nmol/1L)]=1,
解得:n=0.5mol,则CO2的转化率为0.5mol÷1mol×100%=50%;
因反应体系中气体反应物和气体生成化学计量数之和相等,保持温度不变,在平衡体系中再充入1molH2和lmolCO2重新达到化学平衡时,平衡不移动,CO2的平衡转化率不变。