题目内容

煤化工中常需研究不同温度下平衡常数、投料比及产率等问题.
已知:CO(g)+H2O(g)?H2(g)+CO2(g)的平衡常数随温度的变化如下表:
温度/℃ 400 500 830 1000
平衡常数K 10 9 1 0.6
试回答下列问题
(1)该反应的化学平衡常数表达式为K=
[H2]?[CO2]
[CO]?[H2O]
[H2]?[CO2]
[CO]?[H2O]
.
(2)上述正向反应是:
放热
放热
反应(选填:放热、吸热).
(3)某温度下上述反应平衡时,恒容、升高温度,原化学平衡向
逆
逆
反应方向移动(填“正”或“逆”),正反应速率
增大
增大
(填“增大”、“减小”或“不变”),容器内混合气体的压强
不变
不变
(填“增大”、“减小”或“不变”).
(4)能判断该反应是否达到化学平衡状态的依据是
bc
bc
(多选扣分).
a.容器中压强不变                 b.混合气体中 c(CO)不变
c.v正(H2)=v逆(H2O)            d.c(CO2)=c(CO)
(5)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
830
℃.
(6)在830℃发生上述反应,以下表中的物质的量投入恒容反应器,其中向正反应方向移动的有
BC
BC
(选填A、B、C、D).
A B C D
n(CO2) 3 1 0 1
n(H2) 2 1 0 1
n(CO) 1 2 3 0.5
n(H2O) 5 2 3 2
分析:(1)根据好像反应方程式及化学平衡常数表达式完成;
(2)根据表中数据,温度升高,化学平衡常数增大进行判断;
(3)根据反应是放热反应分析移动方向、反应速率、压强变化;
(4)根据达到化学平衡状态,各组分浓度不变,正逆反应相等进行分析;
(5)根据c(CO2)?c(H2)=c(CO)?c(H2O),计算出K=1;
(6)在830℃,c(CO2)?c(H2)=c(CO)?c(H2O),在同一容器中,n(CO2)?n(H2)=n(CO)?n(H2O),根据乘积的比值判断反应方向.
解答:解:(1)根据反应CO(g)+H2O(g)?H2(g)+CO2(g)及化学平衡常数表达式,K=
[H2]?[CO2]
[CO]?[H2O]
,

故答案为:K=
[H2]?[CO2]
[CO]?[H2O]
;
(2)由于温度升高,该反应的化学平衡常数减小,平衡向着逆向移动,正向反应是放热反应,
故答案为:放热;
(3)由于反应是放热反应,温度升高,化学平衡向着逆向移动,反应前后气体体积不变,压强对化学平衡没有影响;温度升高,正逆反应速率都增大,
故答案为:逆  增大  不变;
(4)a、反应前后气体体积不变,压强始终不会变化,所以压强不变,无法判断是否达到平衡状态,故a错误;
b、浓度不变,反应达到了化学平衡状态,故b正确;
c、正逆反应速率相等,各组分浓度不变,达到了化学平衡状态,故c正确;
d、浓度相等,不能判断各组分浓度是否不变,无法判断是否达到平衡状态,故d错误;
故选bc;
(5)由于c(CO2)?c(H2)=c(CO)?c(H2O),化学平衡常数K=1,根据表中数据,所以反应温度是830℃,
故答案为:830;
(6)由于在830℃,c(CO2)?c(H2)=c(CO)?c(H2O),因为在同一容器中,所以n(CO2)?n(H2)=n(CO)?n(H2O),反应向着正向移动,必须满足n(CO2)?n(H2)<n(CO)?n(H2O),满足关系的有
A、5×1<2×3,反应向着逆向移动,故A错误;
B、2×2>1×1,反应向着正向移动,故B正确;
C、3×3>0×0,反应向着正向移动,故C正确;
D、2×0.5=1×1,达到平衡状态,故D错误;
故选B、C.
点评:本题考查了化学平衡常数及影响化学平衡的因素、判断平衡状态的方法,本题难度不大;
浓度、温度、压强对化学平衡的影响
(1)浓度对化学平衡的影响:其他条件不变时,增大反应物的浓度或减小生成物的浓度,平衡向正反应方向移动.适用范围:对纯固体或纯液体以外的反应
(2)压强对化学平衡的影响:对与分子数不等的可逆反应,增大压强,平衡向着分子数减小的方向移动,减小压强,平衡向着分子数增大的方向移动;对分子数相等的可逆反应,压强对平衡没有影响.注:
惰性气体对化学平衡的影响
①在等温等容条件下,通入惰性气体,平衡不移动.原因:压强虽然增大,但是浓度不变,所以平衡不移动.
②在等温等压条件下,通入惰性气体,在可逆反应2SO2+O2?2SO3中通入He,平衡逆向移动原因:体积增大,压强不变,浓度减小,平衡逆向移动.
(3)温度对化学平衡的影响:温度升高,平衡向着吸热的方向移动;温度降低,平衡向着放热的方向移动.
(4)催化剂对化学平衡没有影响
练习册系列答案
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△
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.
(2)60℃下反应40min与70℃下反应20min相比,前者的平均反应速率
 
后者(填“小于”、“等于”或“大于”).
(3)如图所示,反应时间为40min、温度超过80℃时,乙酸乙酯产率下降的原因可能是
 
(写出两条).
Ⅱ.煤化工中常需研究不同温度下平衡常数、投料比及热值等问题.
已知:CO(g)+H2O(g)??H2(g)+CO2(g)平衡常数随温度的变化如下表:
温度/℃ 400 500 800
平衡常数K 9.94 9 1
试回答下列问题:
(1)在800℃发生上述反应,以表中的物质的量投入恒容反应器,其中向正反应方向移动的有
 
(选填“A、B、C、D、E”).
n(CO) n(H2O) n(H2) n(CO2)
A 1 5 2 3
B 2 2 1 1
C 3 3 0 0
D 0.5 2 1 1
E 3 1 2 1
(2)已知在一定温度下,C(s)+CO2(g)??2CO(g)平衡常数为K;
C(s)+H2O(g)??CO(g)+H2(g) 平衡常数为K1;
CO(g)+H2O(g)??H2(g)+CO2(g) 平衡常数为K2;
则K、K1、K2之间的关系是
 
.
(3)在V L密闭容器中通入10mol CO和10mol水蒸气,在T℃达到平衡,然后急速通过碱石灰,将所得混合气体燃烧,测得放出的热量为2 842kJ(已知CO燃烧热为283kJ?mol-1,H2燃烧热为286kJ?mol-1),则T℃平衡常数K=
 
.

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