Question

500℃下发生如下反应H₂（g）+CO₂（g）?H₂O（g）+CO（g）△H＜0，在甲、乙、丙三个恒容密闭容器中，投入H₂（g）和CO₂（g），其起始浓度如表所示．（已知此温度下该反应的平衡常数K=

9

4

）

起始浓度	甲	乙	丙
c（H2）/mol/L	0.010	0.020	0.020
c（CO2）/mol/L	0.010	0.010	0.020

（1）平衡时，甲中CO₂转化率为

60%

在甲、乙、丙三个恒容密闭容器中CO₂转化率大小比较

乙＞丙=甲

（2）丙中达平衡需要20s，则反应速率v（CO₂）=

0.0006mol/（L?s）

（3）甲中的反应速率-时间图象如图，在图中画出丙的反应速率-时间图象．
（4）升高温度，平衡常数K

小于

9

4

（填“大于”“小于”“等于”）

Answer 1

分析：（1）根据表中数据及平衡常数，利用三段式计算出甲中二氧化碳的转化率；根据该反应是体积不变的反应及氢气和二氧化碳的量判断甲、乙、丙三个恒容密闭容器中CO₂转化率大小；
（2）根据甲和丙为等效平衡，二氧化碳的转化率与甲的相等，根据二氧化碳的转化率计算出二氧化碳的反应速率；
（3）根据丙中反应物浓度可知，丙的正逆反应速率都比甲的反应速率大；
（4）根据该反应△H＜0，温度升高，平衡向着逆向移动．

解答：解：（1）设二氧化碳的转化率为x，
        H₂（g）+CO₂（g）?H₂O（g）+CO（g）
反应前 0.01mol     0.010mol       0          0
转化   0.01xmol    0.01xmol    0.01xmol   0.01xmol
平衡   0.01-0.01x  0.01-0.01x  0.01xmol   0.01xmol    
化学平衡常数为：K=

0.01x×0.01x

(0.01-0.01x)?(0.01-0.01x)

=

9

4

，
解得x=3（舍弃）或x=60%；
反应H₂（g）+CO₂（g）?H₂O（g）+CO（g）中，方程式两边化学计量数之和相等，压强不影响化学平衡，所以甲和丙的转化率相等，由于乙中氢气物质的量浓度比甲的氢气浓度大，所以乙中二氧化碳的转化率大于甲的，甲、乙、丙三个恒容密闭容器中CO₂转化率大小关系为：乙＞丙=甲，
故答案为：60%；乙＞丙=甲；
（2）根据反应H₂（g）+CO₂（g）?H₂O（g）+CO（g）可知，甲和丙为等效平衡，二氧化碳的转化率相同，
所以反应消耗的二氧化碳的浓度为：0.020mol/L×60%=0.012mol/L，
丙中达平衡需要20s，
则反应速率v（CO₂）=

0.012mol/L

20s

=0.0006mol/（L?s），
故答案为：0.0006mol/（L?s）；
（3）由于丙中二氧化碳与氢气的浓度都大于甲的，所以反应过程中正逆反应速率都大于甲的反应速率，且达到平衡时丙的反应速率大于甲的，据此画出图象为：

故答案为：

（4）反应H₂（g）+CO₂（g）?H₂O（g）+CO（g）△H＜0，温度升高，平衡向着逆向移动，水蒸气、一氧化碳浓度减小，氢气、二氧化碳浓度减小，所以化学平衡常数减小，
故答案为：＜．

点评：本题考查了化学平衡常数及化学平衡的移动，涉及了化学反应速率的计算、温度对化学平衡常数的影响、化学反应速率的计算等知识，本题难度不大，可以根据所学知识分析完成．