Question

I．煤化工中常需研究不同溫度下平衡常数、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，CCs）+CO₂（g）?2C0（g）平衡常数K₁；C（s）+H₂O（g）?CO（g）+H₂（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0.40mol CO和1.60mol水蒸气，经一段时 间后反应达到平衡，此时CQ的转化率为

 

：若保持其他条件不变，向平衡体系中 再通入O.1Omol CO和O.40mol C0₂，此时v_正

 

v_逆 （填“＞”、“=”或“＜”）．
Ⅱ．某小组利用H₂C₂0₄溶液和酸性KMn0₄溶液反应来探究“条件对化学反应速＞的影响”．
（4）向酸性KMn0₄溶液中加入一定量的H₂C₂0₄溶液，当溶液中的KMn0₄耗尽后，紫色溶 液将褪去．为确保能观察到紫色褪去，H₂C₂0₄与KMn0₄初始的物质的量需要满足的关系为n（H₂C₂0₄）：n（KMnO₄）

 

．
（5）为探究反应物浓度对化学反应速率的影响，该小组设计了如下实验方案

实验序号	反应温度/℃	H2C2O4溶液		酸性KMnO4溶液		H2O
		V/mL	c/（mol?L-1）	V/mL	c/（mol?L-1）	V/mL
①	25	8.0	0.20	5.0	0.010	0
②	25	6.0	0.20	5.0	0.010	x

表中x=

 

 mL，理由

 

．
（6）已知50℃时，浓度c（H₂C₂0₄）随反应时间t的变化曲线如图示，若保持其他条件不变，请在答题卡坐标图中画出25℃时c（H₂C₂0₄）随t的变化曲线示意图．

Answer 1

考点：化学平衡常数的含义,化学平衡的影响因素,物质的量或浓度随时间的变化曲线

专题：化学平衡专题

分析：（1）根据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；
（2）根据平衡常数的表达式推断；
（3）令CO的浓度变化为c，用三段式表示出各物质变化的浓度、平衡时的浓度，再根据平衡常数计算，比较浓度商与平衡常数K的关系；
（4）根据化合价升降相等，来配平即可；
（5）研究反应物浓度对化学反应速率的影响，其条件不变的情况下只改变温度；
（6）根据温度降低反应速率减小画出25℃时c（MnO₄^-）～t的变化曲线示意图．

解答： 解：（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=

c(CO2)?c(H2)

c(CO)?c(H2O)

，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，

故答案为：（1）K=

c(CO2)?c(H2)

c(CO)?c(H2O)

；＜；
（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=

K2

K1

，故答案为：K=

K2

K1

；
（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

c×c

(0.04-c)×(0.16-c)

=9，解得c=0.032
所以CO的转化率为

0.032mol/L

0.04mol/L

×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=

0.032×0.072

0.018  ×0.128

=1=K，所以平衡不移动，
故答案为：80%；=；
（4）H₂C₂0₄中碳由+3

变成

+4价，升高1×2；
而锰由+7

变成

+2，降低5价；升降守恒，所以最小公倍数为5；即n（H₂C₂0₄）：n（KMnO₄）≥2.5，故答案为：≥2.5；
（5）只改变草酸的浓度，而混合溶液的体积不变，8+5-5-6=2mlL，对照实验，只改变其中的一个条件，故答案为：2；保证其它条件不变，只改变H₂C₂O₄的浓度，从而达到对比的目的；
（6）25℃时反应速率小于50℃时，所以高锰酸根离子的浓度变化比50℃时小，反应需要的时间大于50℃条件下需要的时间，据此画出25℃时c（MnO₄^-）～t的变化曲线示意图为：，故答案为：．

点评：本题考查了化学平衡常数，以反应的热效应，根据平衡常数求转化率，题目难度中等，试题侧重对学生能力的培养和解题方法的指导与训练，旨在考查学生灵活运用基础知识解决实际问题的能力．