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)的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________(填“放热”或“吸热”)反应。

（2）在800 ℃发生上述反应，以表中的物质的量投入恒容反应器，其中向正反应方向移动的有________(填下表中字母编号)。

	n(CO)	n(H2O)	n(H2)	n(CO2)
A	1	5	2	3
B	2	2	1	1
C	3	3	0	0
D	0.5	2	1	1

（3）已知在一定温度下：

C(s)＋CO2(g)2CO(g) 平衡常数K1；

C(s)＋H2O(g)CO(g)＋H2(g) 平衡常数K2；

CO(g)＋H2O(g)H2(g)＋CO2(g) 平衡常数K；

则K、K1、K2之间的关系是________。

（4）若在500 ℃时进行，设起始时CO和H2O的起始浓度均为0.020 mol·L－1，在该条件下，CO平衡时的转化率为______________。

Answer 1

【答案】（1）放热

（2）BC

（3）K＝

（4）75%

【解析】

试题分析：（1）由表中数据可知，温度越高平衡常数越小，说明升高温度平衡向逆反应移动，则正反应为放热反应。故答案为：放热；

（2）根据800℃时，平衡常数K=1计算。A．Q=(2×3)/(1×5)＞1，反应向逆反应方向移动，故A错误；

B．Q=(1×1)/(2×2)＜1，反应向正反应方向移动，故B正确；C．只有反应物，反应向正反应方向移动，故C正确；D．Q=(1×1)/(0.5×2)=1，达到平衡状态，平衡不移动，故D错误。故答案为：BC；

（3）依题意可知：C(s)＋CO2(g)2CO(g) 平衡常数K1；

C(s)＋H2O(g)CO(g)＋H2(g) 平衡常数K2；

CO(g)＋H2O(g)H2(g)＋CO2(g) 平衡常数K；

③=②-①，故K＝。

故答案为：K= K＝；

（1）对于反应 CO(g)+H2O(g)H2(g)+CO2(g)，

开始（mol/L）：0.02 0.02 0 0

变化（mol/L）：c c c c

平衡（mol/L）：0.02-c 0.02-c c c

所以[c×c]/[(0.020c)×(0.020c)]=9，解得c=0.015

所以CO的转化率为0.015mol/L÷0.020mol/L×100%=75%。

故答案为：75%。