题目内容
14．在一固定容积的密闭容器中，进行如下化学反应：CO2（g）+H2（g）?CO（g）+H2O（g）；△H=Q KJ/mol其化学平衡常数K和温度t的关系如下：| t℃ | 700 | 800 | 850 | 1000 | 1200 |
| K | 0.6 | 0.9 | 1.0 | 1.7 | 2.6 |
（1）该反应的化学平衡常数表达式K=$\frac{c（CO）•c（{H}_{2}O）}{c（C{O}_{2}）•c（{H}_{2}）}$，该反应中Q＞0 （选填“＞”或“＜”）．
（2）能判断该反应已达到化学平衡状态的依据是cd．
a．容器中压强不变 b．反应热不变 c．v正（H2）=v逆（CO） d．CO2的质量分数不变
（3）800℃，在固定容积的密闭容器中加入混合物，起始浓度为c（CO）=0.01mol/L，c（H2O）=0.05mol/L，c（CO2）=0.01mol/L，c（H2）=0.03mol/L，反应开始时，H2O的消耗速率比生成速率大（填“大”或“小”）．
（4）温度为850℃时，可逆反应CO（g）+H2O（g）?CO2（g）+H2（g）在固定容积的密闭容器中进行，容器内物质的浓度变化如表：
850℃时物质的浓度（mol/L）的变化
| 时间（min） | CO | H2O | CO2 | H2 |
| 0 | 0.200 | O.300 | 0 | 0 |
| 2 | 0.138 | 0.238 | 0.062 | 0.062 |
| 3 | c1 | c2 | c3 | c3 |
| 4 | c1 | c2 | c3 | c3 |
| 5 | 0.116 | 0.216 | 0.084 | |
| 6 | 0.096 | 0.266 | 0.104 |
②反应在4min～5min之间，平衡向逆反应方向移动，可能的原因是d，表中5min～6min之间数值发生变化，可能的原因是a．
a．增加水蒸气 b．降低温度 c．使用催化剂 d．增加氢气浓度．
分析 （1）根据化学平衡常数的概念来书写；根据温度对化学平衡、化学平衡常数的影响来回答；
（2）化学平衡状态的标志：正逆反应速率相等，各组分的组成不变，据此判断；
（3）计算此时的浓度商Qc，与平衡常数比较判断反应进行方向，据此解答；
（4）①依据容器中浓度变化结合化学平衡的三段式列式计算，结合平衡常数不随温度变化，根据转化率公式进行计算；
②反应在4min～5min，平衡向逆方向移动，根据平衡移动原理，结合选项判断；
由表中数据可知，5min～6minCO的浓度降低，CO2浓度增大，浓度变化都是0.02mol/L，说明平衡向正反应移动，再结合水的浓度变化进行判断．
解答 解：（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，所以K=$\frac{c（CO）•c（{H}_{2}O）}{c（C{O}_{2}）•c（{H}_{2}）}$，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：$\frac{c（CO）•c（{H}_{2}O）}{c（C{O}_{2}）•c（{H}_{2}）}$；＞；
（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、反应热是指一定物质的量的物质参加反应所产生的热效应，与反应所处状态无关，故b错误；
c、化学平衡状态的标志是v正=v逆，所以v正（H2）=v逆（CO）表明反应达到平衡状态，故c正确；
d、CO2的质量分数不变，说明反应已经处于平衡状态，故d正确；
故选cd；
（3）此时的浓度商Qc=$\frac{0.01×0.05}{0.01×0.03}$=$\frac{5}{3}$，大于800℃平衡常数0.9，故反应向逆反应进行，故H2O的消耗速率比生成速率大，
故答案为：大；
（4）①CO（g）+H2O（g）?CO2（g）+H2（g）
起始浓度/mol•L-1 0.2 0.3 0 0
变化浓度/mol•L-1：c3 c3 c3 c3
平衡浓度/mol•L-1：0.2-c3 0.3-c3 c3 c3
由题意知，850℃时，K=1.0，即
K=$\frac{c（CO{\;}_{2}）c（H{\;}_{2}）}{c（CO）c（H{\;}_{2}O）}$=$\frac{（0.2-C{\;}_{3}）×（0.3-C{\;}_{3}）}{C{\;}_{3}×C{\;}_{3}}$=1.0
解得 c3=0.12mol/L，所以c1=0.08mol/L，H2O（g）的转化率=$\frac{0.12mol/L}{0.3mol/L}$×100%=40%，
故答案为：0.08；40%；
②反应在4min～5min，平衡向逆方向移动，根据平衡移动原理，结合选项判断；
由表中数据可知，5min～6minCO的浓度降低，CO2浓度增大，浓度变化都是0.02mol/L，说明平衡向正反应移动，再结合水的浓度变化进行判断．②反应在4min～5min，平衡向逆方向移动，增大水蒸气的浓度，平衡向正反应移动，降低温度平衡向正反应移动，使用催化剂平衡不移动，增大氢气的浓度，平衡向逆反应移动，故4min～5min改变条件为增大氢气的浓度，
由表中数据可知，5min～6minCO的浓度降低，CO2浓度增大，浓度变化都是0.02mol/L，说明平衡向正反应移动，而水的浓度增大0.05mol/L，应是增大水蒸气的浓度，
故答案为：d；a．
点评 本题主要考查温度对化学平衡、化学平衡常数的影响，化学平衡常数的计算，化学平衡的标志判断，难度不大，考查学生分析和解决问题的能力．
小学课堂作业系列答案
金博士一点全通系列答案| A． | 容器I、II中正反应速率相同 | |
| B． | 容器I中CO 的物质的量比容器II中的多 | |
| C． | 容器I、III中反应的平衡常数相同 | |
| D． | 容器I中CO 的转化率与容器II中CO2 的转化率之和等于1 |
（1）已知：CH4（g）+2O2（g）═CO2（g）+2H2O（g）△H1=a kJ•mol-1
CO（g）+H2O （g）═CO2（g）+H2 （g）△H2=b kJ•mol-1
2CO（g）+O2（g）═2CO2（g）△H3=c kJ•mol-1
反应CO2（g）+CH4（g）═2CO（g）+2H2（g） 的△H=（a+2b-2c）kJ•mol-1．
（2）利用废气中的CO2为原料制取甲醇，反应方程式为：CO2+3H2═CH3OH+H2O其他条件相同，该甲醇合成反应在不同催化剂（Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ）作用下反应相同时间后，CO2的转化率随反应温度的变化如图1所示．
①a点所代表的状态不是（填“是”或“不是”）平衡状态．
②c点CO2的转化率高于b点，原因是b、c点均未达到平衡状态，c点温度高，反应速率较快，故CO2的转化率较大．
（3）在实际生产中发现，随着甲醇的生成，还伴随有少量CO副产物出现：CO2+H2?CO+H2O△H＞0，且CO2的转化率、甲醇的产率和CO含量除受浓度、度、压强等因素影响外，还受催化剂CuO的质量分数、气体混合物在反应锅炉内的流动速率影响（用空间流率表示）．通过实验分别得到如下数据图2、①由图2得，最佳空间流率为3600h-1；
②在其他条件不变的前提下调整催化剂配比，并记录到达平衡所需的时间，得到如下表数据，
| 催化剂组分质量分数（%） | CuO | 0 | 25 | 50 | 75 | 100 |
| ZnO | 100 | 75 | 50 | 25 | 0 | |
| 到达平衡所需时间（h） | 2.5 | 7.4 | 8.1 | 12 | 无催化活性 | |
（4）用二氧化碳催化加氢来合成低碳烯烃，起始时以0.1MPa，n（H2）：n（CO2）=3：1的投料比充入反应器中，发生反应：2CO2（g）+6H2（g） $\stackrel{催化剂}{?}$ C2H4（g）+4H2O（g）△H，不同温度下平衡时的四种气态物质的物质的量如图4所示：
①该进行的反应的△S＜0（填：“＞”或“＜”）
②对于气体反应，用某组分（B）的平衡压强（pB）代替物质的量浓度（cB）也可以表示平衡常数（记作KP），则该反应的KP=$\frac{p（{C}_{2}{H}_{4}）×{p}^{4}（{H}_{2}O）}{{p}^{2}（C{O}_{2}）×{p}^{6}（{H}_{2}）}$．
③为提高CO2的平衡转化率，除改变温度外，还可采取的措施是增大压强；提高氢气和二氧化碳物质的量的比值（列举2项）．
碳、氮及其化合物在工农业生产生活中有着重要作用．请回答下列问题：| A． | 等物质的量的硫蒸气和硫固体分别完全燃烧，后者放出热量多 | |
| B． | 已知2H2（g）+O2（g）═2H2O（g）△H=-483.6 kJ•mol-1，则氢气燃烧热为241.8 kJ•mol-1 | |
| C． | 己知2C（s）+2O2（g）═2CO2（g）△H=a kJ•mol-1；2C（s）+O2（g）═2CO（g）△H=b kJ•mol-1；则a＞b | |
| D． | 已知NaOH（aq）+HCl（aq）═NaCl（aq）+H2O（l）△H=-57.4 kJ•mol-1，则含20.0g NaOH的稀溶液与稀醋酸完全中和，放出的热量小于28.7kJ |
