在一个恒容反应器中发生反应:CO(g)+H2O(g)?H2(g)+CO2(g).该反应的平衡常数随温度的变化如表:温度/℃400500830平衡常数K1091(1)该反应的正反应为放热反应．(2)830℃时.向反应器中投入1mol CO(g).2mol H2O(g).xmol H2(g)和0.5mol CO2(g)发生上述反应.要使反应开始时向逆反应方向进行.x� 题目和参考答案——青夏教育精英家教网—

题目内容

1．

在一个恒容反应器中发生反应：CO（g）+H₂O（g）?H₂（g）+CO₂（g），该反应的平衡常数随温度的变化如表：

温度/℃	400	500	830
平衡常数K	10	9	1

（1）该反应的正反应为放热反应．（填“吸热”或“放热”）
（2）830℃时，向反应器中投入1mol CO（g）、2mol H₂O（g）、xmol H₂（g）和0.5mol CO₂（g）发生上述反应，要使反应开始时向逆反应方向进行，x的取值范围是x＞4．
（3）若反应器绝热，判断该反应达到平衡状态的标志是①④（填序号）
①体系的压强不再发生变化
②混合气体的密度不变
③混合气体的平均相对分子质量不变
④各组分的物质的量浓度不再改变
⑤消耗1mol H₂O（g）的同时，生成1mol CO₂（g）
（4）如图表示该反应在t₁时刻达到平衡，在t₂时刻因改变某个条件浓度变化的情况，图中t₂时刻发生改变的条件可能是降低温度，或增加水蒸汽的量，或减少氢气的量（写出两种）．

分析（1）由表中数据可知升高温度平衡常数减小，说明平衡逆向移动，以此判断反应热；
（2）830℃时，化学平衡常数K=1．根据若使反应开始时向逆反应方向进行，则应浓度商Qc＞K，据此分析；
（3）在一个绝热的固定容积的容器中：①此反应是个气体的物质的量不变的反应，但容器绝热，此反应为放热反应，故体系的温度在不断升高；②混合气体的质量不变，又是恒容的容器，据此分析；③混合气体的平均相对分子质量$\overline{M}$=$\frac{{m}_{气体总质量}}{{n}_{气体总物质的量}}$；④各组分的物质的量浓度不再改变，说明一种物质的消耗速率等于其生成速率；⑤消耗1mol H₂O（g）和生成1mol CO₂（g）是同方向．
（4）在t₂时刻因改变某个条件浓度发生变化的情况是二氧化碳浓度增大，一氧化碳浓度减小，结合平衡移动原理分析．

解答解：（1）由表可知，温度越高，平衡常数越小，反应进行程度越小，平衡向逆反应移动，升高温度平衡向吸热方向移动，故正反应为放热反应，故答案为：放热；
（2）830℃时，化学平衡常数K=1．根据若使反应开始时向逆反应方向进行，则应浓度商Qc＞K，设容器体积VL，即有：$\frac{\frac{0.5mol}{VL}×\frac{xmol}{VL}}{\frac{1mol}{VL}×\frac{2mol}{VL}}$＞1，解得x＞4，故答案为：x＞4；
（3）在一个绝热的固定容积的容器中：①此反应是个气体的物质的量不变的反应，但容器绝热，此反应为放热反应，故体系的温度在不断升高，故在平衡之前，容器的压强在不断增大，当压强不变时说明反应达平衡，故①正确；
②混合气体的质量不变，又是恒容的容器，故混合气体的密度自始至终不再发生变化，密度不能作为平衡状态的标志，故②错误；
③混合气体的平均相对分子质量$\overline{M}$=$\frac{{m}_{气体总质量}}{{n}_{气体总物质的量}}$自始至终不发生变化，平均相对分子质量不能作为平衡状态的标志，故③错误；
④各组分的物质的量浓度不再改变，说明一种物质的消耗速率等于其生成速率，反应达到平衡，故④正确；
⑤耗1mol H₂O（g）和生成1mol CO₂（g）是同方向，故消耗1mol H₂O（g）的同时，生成1mol CO₂（g）是必然的，不能作为平衡的标志，故⑤错误；
故答案为：①④；
（4）反应是气体体积不变的放热反应，在t₂时刻因改变某个条件浓度发生变化的情况是二氧化碳浓度增大，一氧化碳浓度减小，说明平衡正向进行，降低温度，或增加水蒸气的量或减少氢气的量均可以实现，
故答案为：降低温度，或增加水蒸汽的量，或减少氢气的量．