Question

【题目】在某一容积为5 L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 /℃	700	800	830	1000	1200
K	0.6	0.9	1.0	1.7	2.6

回答下列问题：

（1）该反应的化学平衡常数表达式为K ＝______________。

（2）该反应为____________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________________。

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）830℃下，若物质的浓度关系是c （CO2）·c （H2） > c （CO）·c （H2O），则此时正反应速率与逆反应速率的关系是____________。

a υ正 > υ逆 b υ正 ＝ υ逆 c υ正 < υ逆 d 无法判断

（5）若开始时向该容器中加入CO2和H2各0.1 mol，在830℃和催化剂存在的条件下，反应达到平衡时，水蒸气的物质的量浓度c（H2O）＝_______________。

Answer 1

【答案】 吸热 bc a 0.01 mol/L

【解析】

(1)根据化学平衡常数的概念来书写；

(2)根据温度对化学平衡、化学平衡常数的影响来回答；

(3)化学平衡状态的标志：正逆反应速率相等；

(4)根据800℃时，Qc=与K比较判断反应方向；

(5)若开始时向该容器中加入CO2和H2各0.1 mol，则CO2和H2的浓度均为0.02 mol/L，在830℃和催化剂存在的条件下，反应达到平衡时，设水蒸气的物质的量浓度c(H2O)＝cmol/L,则有CO2(g)＋H2(g) CO(g)＋H2O(g)可知CO2和H2的平衡浓度均为(0.02-c)mol/L，CO的平衡浓度为cmol/L,结合平衡常数K=1计算。

(1)因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，所以为K=；

(2)化学平衡常数的大小只与温度有关，升高温度，平衡向吸热的方向移动，由表可知：升高温度，化学平衡常数增大，说明化学平衡正向移动，因此正反应方向吸热；

(3)a．反应是一个反应前后体积不变的反应，压强的改变不会要引起平衡移动，故a错误；

b．化学平衡时，各组分的浓度不随时间的改变而改变，故b正确；

c．化学平衡状态的标志是v正=v逆，所以v正(H2)=v逆(H2O)表明反应达到平衡状态，故c正确；

d．c(CO2)=c(CO)时，不能表明正逆反应速率相等，不一定达到了平衡状态，故d错误；

故答案为bc；

(4)830℃下，若物质的浓度关系是c (CO2)·c (H2) > c (CO)·c (H2O)，则Qc=<1，此时平衡正向移动，即υ正 > υ逆，故答案为a；

(5)若开始时向该容器中加入CO2和H2各0.1 mol，则CO2和H2的浓度均为0.02 mol/L，在830℃和催化剂存在的条件下，反应达到平衡时，设水蒸气的物质的量浓度c(H2O)＝cmol/L,则有CO2(g)＋H2(g) CO(g)＋H2O(g)可知CO2和H2的平衡浓度均为(0.02-c)mol/L，CO的平衡浓度为cmol/L,由平衡常数K===1，解得：c=0.01，即反应达到平衡时，水蒸气的物质的量浓度c(H2O)为0.01 mol/L。