Question

5．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=$\frac{c（CO）×c（{H}_{2}O）}{c（C{O}_{2}）×c（{H}_{2}）}$．
（2）该反应为吸热反应（选填吸热、放热）．
（3）能判断该反应是否达到化学平衡状态的依据是bc（多选不得分）．
a．容器中压强不变                 b．混合气体中 c（CO）不变
c．υ_正（H₂）=υ_逆（H₂O）          d．c（CO₂）=c（CO）
（4）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830℃．
（5）某温度下SO₂的转化反应的2SO_2（g）+O_2（g）?2SO_3（g）平衡常数K=532.4．
下面三个混合体系中各物质的浓度如下表：

体系	c（SO2）  mol/L	c（O2）  mol/L	c（SO3）  mol/L	浓度商
（1）	0.0600	0.400	2.000	不填
（2）	0.0960	0.300	0.500	不填
（3）	0.0862	0.263	1.020	不填

试判断各体系中反应进行的方向：
体系（1）逆向体系（2）正向体系（3）已平衡（填正向、逆向或已平衡）．

Answer 1

分析 （1）化学平衡常数是指：一定温度下，可逆反应到达平衡时，生成物的浓度系数次幂之积除以反应物的浓度系数次幂之积，固体、纯液体不需要在化学平衡常数中写出；
（2）由表中数据可知，温度越高化学平衡常数越大，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方向移动；
（3）可逆反应到达平衡时，同种物质的正逆速率相等，各组分的浓度、含量保持不变，由此衍生的其它一些量不变，判断平衡的物理量应随反应进行发生变化，该物理量由变化到不变化说明到达平衡；
（4）某温度下，平衡浓度符合下式：c（CO₂）•c（H₂）=c（CO）•c（H₂O），则平衡常数K=1；
（5）计算浓度商Qc，若Qc=K，处于平衡状态，若Qc＜K，反应向正反应进行，若Qc＞K，反应向逆反应进行．

解答 解：（1）CO₂（g）+H₂（g）?CO（g）+H₂O（g）的平衡常数表达式K=$\frac{c（CO）×c（{H}_{2}O）}{c（C{O}_{2}）×c（{H}_{2}）}$，
故答案为：$\frac{c（CO）×c（{H}_{2}O）}{c（C{O}_{2}）×c（{H}_{2}）}$；
（2）由表中数据可知，温度越高化学平衡常数越大，说明升高温度平衡向正反应移动，正反应是吸热反应，故答案为：吸热；
（3）a．反应气体气体物质的量不变，恒温恒容下，容器中压强始终不变，故a错误；
b．混合气体中 c（CO）不变，说明反应得到平衡，故b正确；
c．υ_正（H₂）=υ_逆（H₂O）说明氢气的生成速率与消耗速率相等，反应到达平衡，故c正确
d．CO₂、CO的平衡浓度关系，与二氧化碳的转化率有关，平衡时浓度不一定相等，故d错误，
故选：bc；
（4）某温度下，平衡浓度符合下式：c（CO₂）•c（H₂）=c（CO）•c（H₂O），则平衡常数K=1，则此时的温度为830℃，
故答案为：830；
（5）体系（1）中浓度商Qc=$\frac{{2}^{2}}{0.0{6}^{2}×0.4}$=2777.8＞K=532.4，反应向逆反应进行；
体系（2）中浓度商Qc=$\frac{0．{5}^{2}}{0.09{6}^{2}×0.3}$=90.4＜K=532.4，反应向正反应进行；
体系（3）中浓度商Qc=$\frac{1.0{2}^{2}}{0.086{2}^{2}×0.263}$=532.4=K，处于平衡状态，
故答案为：逆向；正向；已平衡．

点评 本题考查化学平衡有关计算、平衡状态判断、平衡常数及其应用，注意判断平衡的物理量应随反应进行发生变化，该物理量由变化到不变化说明到达平衡．