题目内容
【题目】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 = 。
(2)该反应为 反应(选填“吸热”、“放热”)。
(3)能说明该反应达到化学平衡状态的是 。
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:3c(CO2)·c(H2)=5c(CO)·c(H2O),试判断此时的温度为 ℃。
(5)830℃时,在1L密闭容器中分别投入lmolH2和1molCO2反应达到化学平街时,CO2的转化率为 保持温度不变.在平衡体系中再充入1molH2和1 molCO2重新达到化学平衡时,CO2 的平衡转化率 (填“增大”“减小”或“不变”)。
【答案】(1)c(CO)·c(H2O)/c(CO2)·c(H2);(2)吸热;
(3)b、c;(4)700;(5)50%,不变。
【解析】
试题分析:(1)根据化学平衡常数的定义,K=c(CO)×c(H2O)/[c(CO2)×c(H2)];(2)化学平衡常数只受温度的影响,根据表格数据,随着温度的升高,化学平衡常数增大,说明升高温度,平衡向正反应方向移动,根据勒夏特列原理,正反应方向是吸热反应;(3)a、因为反应前后气体系数之和相等,因此压强不变,不能说明达到平衡,故错误;b、根据化学平衡状态的定义,当组分的浓度不再改变,说明反应达到平衡,故正确;c、用不同物质的反应速率表示达到平衡,要求反应反应方向是一正一逆,且反应速率之比等于化学计量数之比,v逆(H2O)向逆反应方向进行,v正(H2)说明向正反应方向进行,当两者相等说明反应达到平衡,故正确;d、没有开始投入量,因此不能说明达到平衡,故错误;(4)3c(CO2)·c(H2)=5c(CO)·c(H2O)变形得出:c(CO)×c(H2O)/[c(CO2)×c(H2)]=3:5=0.6,对应温度是700℃;
(5) CO2(g) + H2(g) CO(g)+H2O(g)
起始: 1 1 0 0
变化: x x x x
平衡: 1-x 1-x x x
根据化学平衡常数的表达式,K=x2/(1-x)2=1,解得x=0.5,CO2的转化率为0.5/1×100%=50%,因为反应前后气体系数之和相等,因此再充入1molH2和1molCO,和原平衡为等效平衡,CO2的转化率不变。