Question

【题目】煤化工中常需研究不同温度下平衡常数、投料比及热值等问题．已知：CO（g）+H2O（g）H2（g）+CO2（g）平衡常数随温度的变化如下表：

温度/℃	400	500	800
平衡常数K	9.94	9	1

试回答下列问题

（1）上述正向反应是__反应 （填“放热”或“吸热”）

（2）要使上述反应的正反应速率增大且平衡向正反应方向移动，下列措施不可行的有__

A、加入催化剂

B、增大CO的物质的量以提高体系的压强

C、降低温度

D、减小H2的浓度

（3）向某密闭容器中充入2molCO和4molH2O（g），发生反应：CO（g）+H2O（g）H2（g）+CO2（g），当反应达平衡时，CO的体积分数为X，若维持容器的体积和温度不变，起始物质按下列四种配比充入该容器中，达到平衡时CO的体积分数不等于X的有_______

A、1molCO（g）+4molH2O+2molCO2（g）+2molH2（g）

B、2molCO（g）+2molH2O+2molCO2（g）+2molH2（g）

C、1molCO（g）+3molH2O+0.8molCO2（g）+0.8molH2（g）

D、1molCO（g）+3molH2O+1molCO2（g）+1molH2（g）

（4）若反应在800℃时进行，设起始CO和H2O（g）共为5mol，水蒸气的体积分数为X；平衡时CO的转化率为y，则y随x变化的函数关系式为y=__

（5）在VL密闭容器中通入10mol CO和10mol水蒸气，在T℃达到平衡，然后急速通过碱石灰，将所得混合气体燃烧，测得放出的热量为2845KJ（已知CO燃烧热为283KJ/mol，H2燃烧热为286KJ/mol），则T℃平衡常数K=__，T=__ ℃

Answer 1

【答案】 放热- ACD BC x 1 800

【解析】（1）由表可知，温度越高，平衡常数越小，正反应进行程度越小，平衡向逆反应移动，升高温度平衡向吸热方向移动，故正反应为放热反应，故答案为：放热；

（2）A、加入催化剂只改变反应速率不改变化学平衡，故A错误；B、增大CO的物质的量以提高体系的压强，CO（g）+H2O（g）H2（g）+CO2（g）反应是气体物质的量不变的反应，增大一氧化碳物质的量平衡正向进行，容器内气体物质的量增大，压强增大，故B正确；C、反应是放热反应，降温，速率减小平衡正向进行，故C错误；D、减小氢气浓度，平衡正向进行，但速率减小，故D错误；故选ACD．

（3）向某密闭容器中充入2molCO和4molH2O（g），CO（g）+H2O（g）H2（g）+CO2（g），当反应达平衡时，CO的体积分数为X；这是等效平衡中恒温恒容且气体分子数不变，只要将各物质的量按方程式计量数换成CO、H2O的物质的量之比为2：4=1:2即与原始状态等效，按此方法分别计算四个选项，如A．1molCO（g）+4molH2O+2molCO2（g）+2molH2（g），假如反应完全转化为CO和H2O物质的量为：3mol：6mol=1：2，反应前后气体体积不变，平衡相同，CO的体积分数为x，故A不符合。其中BC不满足条件。

（4）因800℃时反应平衡常数为1．

CO（g）+H2O（g）H2（g）+CO2（g），
起始：5（1-x） 5x 0 0
转化：5（1-x）y 5（1-x）y 5（1-x）y 5（1-x）y
平衡：5（1-x）（1-y）5（x-y+xy） 5（1-x）y 5（1-x）y
所以平衡常数k=c(H2)c(CO2)/c(CO)c(H2O)=5(1-x)y×5(1-x)y5(1-x)(1-y)×5(x-y+xy)=1，解得y=x，故答案为：y=x；

（5）由方程式CO（g）+H2O（g）H2（g）+CO2（g）可知，有1molCO反应则生成1molH2，开始通入10molCO，所以平衡时，CO、H2的物质的量共为10mol．则平均燃烧热为2845KJ10mol=284.5kJ/mol，利用平均值法计算CO、H2的物质的量之比，设CO、H2物质的量为x、y；

x+y=10 283x+286y=2845

计算得到x=y=5mol；

利用三段式法求出平衡时各组分的物质的量，

CO（g）+H2O（g）H2（g）+CO2（g）

起始：10mol 10mol 0 0

转化：5mol5 mol 5mol5mol

平衡：5mol 5mol5mol5mol

所以常数平衡常数为K=1；图表分析可知温度为800°C。故答案为：1；800°C。