题目内容

3．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℃70080083010001200
K0.60.91.01.72.6
回答下列问题：
（1）该反应的化学平衡常数表达式为K=$\frac{c（CO）•c（{H}_{2}O）}{c（C{O}_{2}）•c（{H}_{2}）}$．
（2）该反应为吸热反应（填“吸热”或“放热”）．
（3）能判断该反应是否达到化学平衡状态的依据是BC（多选扣分）．
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：c（CO2）•c（H2）=c（CO）•c（H2O），试判断此时的温度为830℃．
（5）某温度下，将CO和水蒸气各1mol置于体积为1L的密闭容器中反应，达到平衡后测得CO2为0.5mol，再通入4mol水蒸气，达到新的平衡后CO2的物质的量等于$\frac{5}{6}$mol．

分析 （1）化学平衡常数表达式为生成物浓度幂之积比上反应物浓度幂之积；
（2）由表中数据可知，温度越高平衡常数越大，说明升高温度平衡向正反应移动，温度升高平衡向吸热反应移动；
（2）根据化学反应的特征和外界条件对化学反应速率的影响综合判断，以此解答；
（4）根据c（CO2）•c（H2）=c（CO）•c（H2O）可知，该温度下的平衡常数为1，据此判断；
（5）反应CO+H2O（g）?CO2+H2达平衡后，加入水蒸气，化学平衡会向着正反应方向进行，但是反应物不可能全部转化为生成物．

解答 解：（1）化学平衡常数表达式为生成物浓度幂之积比上反应物浓度幂之积，所以K=$\frac{c（CO）•c（{H}_{2}O）}{c（C{O}_{2}）•c（{H}_{2}）}$，故答案为：$\frac{c（CO）•c（{H}_{2}O）}{c（C{O}_{2}）•c（{H}_{2}）}$；
（2）由表中数据可知，温度越高平衡常数越大，说明升高温度平衡向正反应移动，温度升高平衡向吸热反应移动，故该反应正反应是吸热反应，
故答案为：吸热；
（3）A．两边的计量数相等，增大压强平衡不移动，故错误；
B．化学平衡达到平衡的标志是各种物质的浓度均不再变化，故正确；
C．υ正（H2）=υ逆（H2O），表明正逆反应速率相等，故正确；
D．二氧化碳与CO的计量数相等，不论达平衡与否，均存在此关系式，故错误；
故选：BC；
（4）根据c（CO2）•c（H2）=10×c（CO）•c（H2O）可知，该温度下的平衡常数=1，平衡常数只与温度有关，故此时温度为830℃；故答案为：830；
（5）根据题意：CO+H2O（g）?CO2 +H2，
初始物质的量：1   1      0   0
变化物质的量：0.5    0.5     0.5   0.5
平衡物质的量：0.5   0.5    0.5   0.5
此时二氧化碳和氢气的物质的量之和是1mol，再通入4mol水蒸气，化学平衡会向着正反应方向进行，假设一氧化碳转化为x，那么有
              CO+H2O（g）?CO2 +H2，
初始物质的量：0.5 4.5      0.5 0.5
变化物质的量：x      x       x    x
平衡物质的量：0.5-x 4.5-x    0.5+x   0.5+x，K=$\frac{（0.5+x）^{2}}{（0.5-x）（4.5-x）}=1$，解x=$\frac{1}{3}$，那么此时二氧化碳的浓度=0.5+$\frac{1}{3}$=$\frac{1}{2}+\frac{1}{3}=\frac{5}{6}$mol/L，故答案为$\frac{5}{6}$．

点评 本题考查学生可逆反应的特征以及化学平衡移动方面的知识，平衡常数计算，平衡标志分析是关键，注意知识的积累是解题的关键，难度不大．

练习册系列答案
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