题目内容

【题目】在某一容积为5 L的密闭容器中,进行如下化学反应: CO2g)+H2g COg)+H2Og),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 cCO)不变

c υH2)=υH2O d c CO2)=c CO

4830℃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 > υ b υ υ c υ < υ d 无法判断

5)若开始时向该容器中加入CO2H20.1 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cH2O)=_______________

【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=K比较判断反应方向;

(5)若开始时向该容器中加入CO2H20.1 mol,则CO2H2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CO2H2的平衡浓度均为(0.02-c)mol/LCO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=v,所以v(H2)=v(H2O)表明反应达到平衡状态,故c正确;

dc(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 > υ,故答案为a

(5)若开始时向该容器中加入CO2H20.1 mol,则CO2H2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CO2H2的平衡浓度均为(0.02-c)mol/LCO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)0.01 mol/L

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