Question

2．在一定体积的密闭容器中，进行如下化学反应：CO（g）+H₂O（g）?CO₂（g）+H₂（g），其化学平衡常数K和温度t的关系如表：

t℃	700	800	850	1000	1200
K	0.6	0.9	1.0	1.7	2.6

回答下列问题：
（1）该反应为吸热反应（填“吸热”或“放热”）．
（2）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）
（3）850℃时，若向一容积可变的密闭容器中同时充入1.0molCO、3.0molH₂O、1.0molCO₂和xmolH₂，则：
①当x=5.0时，上述平衡向逆反应（填“正反应”、“逆反应”、“恰好平衡”）方向进行．
②若要使上述反应开始时向正反应方向进行，则x应满足的条件是0≤x＜3．
（4）在850℃时，若设x=5.0mol和x=6.0mol，其他物质的投料不变，当上述反应达到平衡后，测得H₂的体积分数分别为a%、b%，则a＜ b （填“＞”、“＜”或“=”）．

Answer 1

分析 （1）由表中数据可知升高温度，平衡常数增大，说明平衡正向移动；
（2）当反应达到平衡状态时，正逆反应速率相等，各物质的浓度、百分含量不变，以及由此衍生的一些量也不发生变化，以此判断；
（3）①求出此时的浓度商Q_c，与平衡常数相比，判断平衡移动方向；
②用x表示出浓度商Q_c，平衡向正反应方向移动，浓度商小于平衡常数；
（4）增大一种生产物（氢气）的体积分数，平衡向逆反应方向移动，平衡移动的结果是降低这种增大的幅度，故平衡后氢气的体积分数还是大于原来的．

解答 解：（1）由表中数据可知升高温度，平衡常数增大，说明平衡正向移动，则正反应为吸热反应，故答案为：吸热；
（2）A．由于反应前后体积不变，则压强不变，无论是否达到平衡状态，都存在容器中压强不变，不能用于判断是否达到平衡状态，故A错误；              
 B．混合气体中 c（CO）不变，可说明正逆反应速率相等，达到平衡状态，故B正确；
C．υ正（H₂）=υ逆（H₂O），说明正逆反应速率相等，达到平衡状态，故C正确；          
D．反应速率之比等于化学计量数之比，c（CO₂）=c（CO）不能说明达到平衡状态，故D错误．
故答案为：BC；
（3）①此时的浓度商Q_c=$\frac{5×1}{1×3}$=1.67，大于平衡常数1，故平衡向逆反应方向移动，故答案为：逆反应；
②平衡向正反应方向移动，浓度商小于平衡常数，即$\frac{1×x}{1×3}$＜1，解得0≤x＜3，故答案为：0≤x＜3；
（4）加入6mol氢气所到达的平衡，可以等效为在加入5mol氢气到达平衡后再加入1mol氢气，增大一种生产物（氢气）的体积分数，平衡向逆反应方向移动，平衡移动的结果是降低这种增大的幅度，但平衡后氢气的体积分数还是大于原来的，故得H₂的体积分数分别为a%＜b%，故答案为：＜．

点评 本题考查了化学平衡常数计算分析判断以及平衡移动温度，为高频考点，侧重于学生的分析能力和计算能力的考查，注意化学平衡常数只与温度有关，与反应物浓度、是否使用催化剂无关，温度不变，化学平衡常数不变，注重知识的迁移应用，题目难度中等．