题目内容

16．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℃70080083010001200
K0.60.91.01.72.6
回答下列问题：
（1）该反应正向为△H＞0；若该反应符合下图所示的关系，则在图中，Y轴是指CO2或H2的百分含量．
（2）能判断该反应达到化学平衡状态的依据是bc（多选扣分）．
a．容器中压强不变                b．混合气体中c（CO）不变
c．v （H2）正=v （H2O）逆              d．c（CO2）=c（CO）
（3）某温度下，平衡浓度符合下式：0.9•c（CO2）•c（H2）═c（CO）•c（H2O），由此可以判断此时的温度为800℃．其它条件不变，升高温度，原化学平衡向正反应方向移动（填“正”或“逆”），容器内混合气体的密度不变（填“增大”、“减小”或“不变”），气体平均相对分子质量不变（填“增大”、“减小”或“不变”）．
（4）若在一密闭容器中，将一定量的CO与H2O混合加热到830℃下达到平衡．若反应开始时CO与H2O的浓度分别为0.200mol/L和0.100mol/L，平衡时CO的转化率33.3%．

分析 （1）由表中数据可知，温度越高平衡常数越大，说明升高温度平衡向正反应移动，据此判断△H；
由图可知，温度升高Y的表示的物理量降低，升高温度平衡向正反应移动，据此选择合适的物理量；
（2）当反应达到平衡状态时，正逆反应速率相等，各物质的浓度、百分含量不变，以及由此衍生的一些量也不发生变化，据此解答，解题时要注意，选择判断的物理量，随着反应的进行发生变化，当该物理量由变化到定值时，说明可逆反应到达平衡状态；
（3）某温度下，平衡浓度符合下式：0.9•c（CO2）•c（H2）=c（CO）•c（H2O），据此计算平衡常数，进而判断温度；
升高温度平衡向正反应移动，混合气体的总质量不变，混合气体的总的物质的量不变，平均相对分子质量不变；
（4）根据三段式计算出平衡时各组分的物质的量，从而计算平衡时CO的转化率．

解答 解：（1）由表中数据可知，温度越高平衡常数越大，说明升高温度平衡向正反应移动，升高温度平衡向吸热反应移动，故△H＞0，
由图可知，温度升高Y的表示的物理量降低，升高温度平衡向正反应移动，故Y可以CO2或H2的百分含量等，
故答案为：＞，CO2或H2的百分含量；
（2）a．反应前后气体的物质的量不变，温度一定，容器中压强始终不变，故压强不变，不能说明到达平衡状态，故a错误；
b．反应达到平衡状态时，各物质的浓度不变，混合气体中c（CO）不变说明到达平衡状态，故b正确；
c．v （H2）正=v （H2O）逆不同物质表示的速率之比等于化学计量数之比，说明到达平衡状态，故c正确；
d．平衡时二氧化碳与一氧化碳的浓度与转化率有关，c（CO2）=c（CO）不能说明到达平衡，故d错误；
故答案为；bc；
（3）某温度下，平衡浓度符合下式：0.9•c（CO2）•c（H2）=c（CO）•c（H2O），则CO2（g）+H2（g）?CO（g）+H2O（g）的平衡常数k=$\frac{c（CO）•c（{H}_{2}O）}{c（C{O}_{2}）•c（{H}_{2}）}$=0.9，故为800℃，该反应正反应是吸热反应，升高温度平衡向正反应移动，混合气体的总质量不变，体积不变，密度不变，混合气体的总的物质的量不变，平均相对分子质量不变，
故答案为：800，正，不变，不变；
（4）CO（g）+H2O（g）?CO2（g）+H2（g）
开始（mol•L-1）：0.200     0.100        0       0
变化（mol•L-1）：x         x            x       x
平衡（mol•L-1）：0.200-x  0.100-x      x       x
K=$\frac{c（C{O}_{2}）c（{H}_{2}）}{c（CO）c（{H}_{2}O）}$=$\frac{x×x}{（0.200-x）×（0.100-x）}$=1.0，解得x=$\frac{2}{30}$，
故平衡后CO的转化率为$\frac{\frac{2}{30}}{0.2}$=$\frac{1}{3}$=33.3%，
故答案为：33.3%．

点评 本题考查化学平衡常数及影响因素、平衡移动、平衡状态的判断等，难度中等，注意平衡状态的判断，选择的物理量，随着反应的进行发生变化，当该物理量由变化到定值时，说明可逆反应到达平衡状态．

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