题目内容
【题目】【加试题】Ⅰ煤化工中常需研究不同温度下平衡常数、投料比等问题。
已知:CO (g)+H2O (g)H2 (g)+CO2 (g)平衡常数K随温度的变化如下表
温度/℃ | 400 | 500 | 800 |
平衡常数K | 9.94 | 9 | 1 |
回答下列问题
(1)该反应的平衡常数表达式K= ,△H 0(填“<”、“>”、“=”)
(2)已知在一定温度下,C(s)+CO2 (g)2CO (g)平衡常数K1
C(s)+H2O (g)H2 (g)+CO (g)平衡常数K2,
则K、K1、K2,之间的关系是 。
(3)800℃时,向一个10L的恒容反应器中充入0.40molCO和1.60mol水蒸气,经一段时 间后反应达到平衡,此时CO的转化率为 ;若保持其他条件不变,向平衡体系中再通入0.10molCO和0.40mol CO2,此时v正 v逆 (填“>”、“=”或“<”).
【答案】(1)K= <
(2))K=
(3) 80% =
【解析】
试题分析:(1)平衡常数等于生成物的浓度幂之积除以反应物的浓度幂之积,故K=,依据图表数据分析,升高温度,平衡常数减小,平衡逆向移动,故正反应为放热反应;
(2)①C(s)+CO2(g)2CO(g)平衡常数K1;
②C(s)+H2O(g)CO(g)+H2(g)平衡常数K2;
③CO(g)+H2O(g)H2(g)+CO2(g)平衡常数K;
③=②-①,故K=;
(3)对于反应 CO(g)+H2O(g)H2(g)+CO2(g),
开始(mol/L):0.04 0.16 0 0
变化(mol/L):c c c c
平衡(mol/L):0.04-c 0.16-c c c
所以=9,解得c=0.032;
所以CO的转化率为×100%=80%;
则平衡时各量为:
对于反应 CO(g)+H2O(g)H2(g)+CO2(g),
开始(mol/L):0.04 0.16 0 0
变化(mol/L) 0.032 0.032 0.032 0.032
平衡(mol/L):0.008 0.128 0.032 0.032
改变后的量为:CO(g)+H2O(g)H2(g)+CO2(g),
改变后(mol/L):0.018 0.128 0.032 0.072
Qc==1=K,所以平衡不移动。