题目内容
【题目】在一定温度下将3mol CO2和2mol H2混合于2L的密闭容器中,发生如下反应:CO2(g)+H2(g)CO(g)+H2O(g)
(1)该反应的化学平衡常数表达式K=_____.
(2)已知在700℃时,该反应的平衡常数K1=0.6,则该温度下反应CO(g)+H2O(g)CO2(g)+H2(g)的平衡常数K2=_____,反应CO2(g)+H2(g)CO(g)+H2O(g)的平衡常数K3=_____.
(3)已知在1 000℃时,该反应的平衡常数K4为1.0,则该反应为_____反应(填“吸热”或“放热”).
(4)能判断该反应达到化学平衡状态的依据是_____.
A.容器中压强不变
B.c(CO2)=c(CO)
C.生成a mol CO2的同时消耗a mol H2
D.混合气体的平均相对分子质量不变
(5)在1 000℃下,某时刻CO2的物质的量为2.0mol,则此时v(正)_____v(逆)(填“>”、“=”或“<”).
【答案】 K= 1.67 0.77 吸热 C >
【解析】(1)根据方程式可知该反应的化学平衡常数表达式K=c(CO)×c(H2O)/c(CO2)×c(H2);(2)反应CO(g)+H2O(g)CO2(g)+H2(g)的平衡常数K2=c(CO2)×c(H2)/c(CO)c(H2O);K2=1/K1=1/0.6=1.67;反应1/2CO2(g)+1/2H2(g)1/2CO(g)+1/2H2O(g)的平衡常数K3==0.77;(3)在1 000℃时,该反应的平衡常数K4为1.0,升高温度平衡常数增大,平衡向正反应方向移动,说明正反应是吸热反应;(4)A.该反应前后气体的计量数之和不变,则无论是否达到平衡状态,容器中压强始终不变,则不能根据压强判断是否达到平衡状态,A错误;B.c(CO2)=c(CO),该反应可能达到平衡状态,也可能没有达到平衡状态,与反应物浓度及转化率有关,所以不能判断是否达到平衡状态,B错误;C.生成a mol CO2的同时消耗a mol H2,说明同一物质的正逆反应速率相等,该反应达到平衡状态,C正确;D.混合气体的质量不变、物质的量不变,所以混合气体的平均相对分子质量始终不变,不能据此判断是否达到平衡状态,D错误;答案选C;(5)根据方程式可知
CO2(g)+H2(g)CO(g)+H2O(g)
起始浓度(mol/L) 1.5 1 0 0
反应浓度(mol/L) 0.5 0.5 0.5 0.5
某时刻浓度(mol/L)1 0.5 0.5 0.5
浓度商=0.5×0.5/1×0.5=0.5<1,则反应向正反应方向移动,所以v(正)>v(逆)。