Question

在体积为2L的密闭容器中，进行如下化学反应：CO₂（g）+H₂（g）?CO（g）+H₂O（g）△H=Q，化学平衡常数K与温度T的关系如下表：

T/℃	700	800	850	1 000	1 200
K	0.6	0.9	1.0	1.7	2.6

回答下列问题：
（1）Q

 

0（填“＞”、“＜”），升高温度，化学平衡向

 

（填“正反应”或“逆反应”）方向移动．
（2）若某温度下，平衡浓度符合下列关系：c（CO₂）?c（H₂）=c（CO）?c（H₂O），此时的温度为

 

；在此温度下，若该容器中含有1mol CO₂、3mol H₂、2mol CO、2mol H₂O，则此时反应所处的状态为

 

（填“向正反应方向进行中”、“向逆反应方向进行中”或“平衡状态”），此温度平衡时CO₂的浓度为

 

 mol?L^-1；在此温度下，若该容器中含有1.5mol CO₂、3.5mol H₂、1.5mol CO、1.5mol H₂O达到平衡时CO₂的浓度为

 

 mol?L^-1．

Answer 1

考点：化学平衡的影响因素,化学平衡状态的判断,化学平衡的计算

专题：化学平衡专题

分析：（1）随温度升高，化学平衡常数K增大，反应向正向移动，反应吸热；
（2）据化学平衡常数的计算公式求出K的数值，可知温度；求出Qc，与K比较大小即可；利用三段式法求算第三问，第四问与第三问是等效平衡．

解答： 解：（1）随温度升高，化学平衡常数K增大，反应向正向移动，反应吸热，△H＞0，故答案为：＞；正反应；
（2）在反应CO₂（g）+H₂（g）?CO（g）+H₂O（g）中，K=

c(CO)?c(H2O)

c(CO2)?c(H2)

，已知，c（CO₂）?c（H₂）=c（CO）?c（H₂O），所以，K=1，温度为850℃；
在该2L的容器中，加入1mol CO₂、3mol H₂、2mol CO、2mol H₂O，则Qc=

1mol?L-1×1mol?L-1

0.5mol?L-1×1.5mol?L-1

=1.33＞K=1，此时平衡向逆反应方向进行中；
  假设转化浓度为x，有上问知道平衡逆向移动，有
               CO₂（g）+H₂（g）?CO（g）+H₂O（g）
起始浓度（mol/L）0.5      1.5      1       1
转化浓度（mol/L）x          x      x       x
平衡浓度（mol/L）0.5+x     1.5+x   1-x    1-x
K=

(1-x)×(1-x)

(0.5+x)×(1.5+x)

=1，解得：x=0.06，所以此温度平衡时CO₂的浓度为：（0.5+0.06）mol/L=0.56mol/L；
相同温度下，开始加入1mol CO₂、3mol H₂、2mol CO、2mol H₂O和加入1.5mol CO₂、3.5mol H₂、1.5mol CO、1.5mol H₂O，都相当于加入3mol CO₂、5mol H₂，又该反应的反应前后气体体积不变，所以上述两种情况下是等效平衡，平衡后各物质浓度相等，所以，若开始加入1.5mol CO₂、3.5mol H₂、1.5mol CO、1.5mol H₂O达到平衡时CO₂的浓度为也是0.56mol/L，故答案为：850℃； 向逆反应方向进行中； 0.56； 0.56．

点评：本题主要考查了化学平衡常数及计算、化学平衡常数与浓度的关系以及影响化学平衡移动的因素，等效平衡等等，题目有一定难度．