Question

16．某可逆反应的平衡常数表达式为K=$\frac{[CO]•[{H}_{2}O]}{[C{O}_{2}]•[{H}_{2}]}$，恒容时，温度升高H₂浓度减小．试回答下列问题：
（1）该反应的化学方程式为CO₂（g）+H₂（g）?CO（g）+H₂O（g）．
（2）温度升高，该反应的K值增大（填“增大”“减小”或“不变”），化学平衡移动达到新的平衡后，CO₂和CO体积比减小（填“增大”“减小”或“不变”）．
（3）在一体积为10L的容器中，通入一定量的CO和H₂O，在850℃时发生反应，CO和H₂O浓度变化如下图．则 0-4min的平均反应速率v（CO）=0.03 mol•L^-1•min^-1，850℃的化学平衡常数的值K=1．
（4）850℃时，在相同容器中发生反应CO₂ （g）+H₂ （g）═CO （g）+H₂O （g），t时刻容器内各物质的浓度分别为：一氧化碳0.09mol•L^-1、水蒸气0.09mol•L^-1、二氧化碳0.08mol•L^-1、氢气 0.08mol•L^-1，此时v（正）小于v（逆）（“大于”“小于”或“等于”）

Answer 1

分析 （1）平衡常数是指：一定温度下，可逆反应到达平衡时，生成物浓度系数次幂乘积与反应物浓度系数次幂乘积的比，故反应方程式为：CO₂（g）+H₂（g）?CO（g）+H₂O（g）；
（2）恒容时，温度升高H₂浓度减小，说明升高温度平衡正向移动，平衡常数增大，到达新平衡CO物质的量增大、二氧化碳物质的量减小；
（3）由图可知，4min到达平衡时，CO的浓度为0.08mol/L，则：
              CO₂（g）+H₂（g）?CO（g）+H₂O（g）
起始量（mol/L）：0       0         0.2    0.3
转化量（mol/L）：0.12    0.12      0.12   0.12
平衡量（mol/L）：0.12    0.12      0.08   0.18
根据v=$\frac{△c}{△t}$计算v（CO），平衡常数K=$\frac{[CO]•[{H}_{2}O]}{[C{O}_{2}]•[{H}_{2}]}$；
（4）计算此时浓度商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，进而判断v（正）、v（逆）相对大小．

解答 解：（1）平衡常数是指：一定温度下，可逆反应到达平衡时，生成物浓度系数次幂乘积与反应物浓度系数次幂乘积的比，平衡常数表达式为K=$\frac{[CO]•[{H}_{2}O]}{[C{O}_{2}]•[{H}_{2}]}$，故反应方程式为：CO₂（g）+H₂（g）?CO（g）+H₂O（g），
故答案为：CO₂（g）+H₂（g）?CO（g）+H₂O（g）；
（2）恒容时，温度升高H₂浓度减小，说明升高温度平衡正向移动，平衡常数K增大，到达新平衡CO物质的量增大、二氧化碳物质的量减小，则CO₂和CO体积比减小，
故答案为：增大；减小；
（3）由图可知，4min到达平衡时，CO的浓度为0.08mol/L，则：
               CO₂（g）+H₂（g）?CO（g）+H₂O（g）
起始量（mol/L）：0       0      0.2     0.3
转化量（mol/L）：0.12    0.12   0.12    0.12
平衡量（mol/L）：0.12    0.12   0.08    0.18
故v（CO）=$\frac{0.12mol/L}{4min}$=0.03mol•L^-1•min^-1，平衡常数K=$\frac{[CO]•[{H}_{2}O]}{[C{O}_{2}]•[{H}_{2}]}$=$\frac{0.08×0.18}{0.12×0.12}$=1，
故答案为：0.03；1；
（4）此时浓度商Qc=$\frac{0.09×0.09}{0.08×0.08}$=1.27＞K=1，反应向逆反应进行，故v（正）＜v（逆），
故答案为：小于．

点评 本题考查化学平衡计算、反应速率计算、平衡常数计算与应用，注意三段式解题法在化学平衡计算中应用，理解平衡常数应用．