Question

10．实施以减少能源浪费和降低废气排放为基本内容的节能减排政策，是应对全球气候问题、建设资源节约型、环境友好型社会的必然选择．化工行业的发展必须符合国家节能减排的总体要求．试运用所学知识，解决下列问题：
（1）已知某反应的平衡表达式为：K=$\frac{c（{H}_{2}C（CO））}{C（{H}_{2}O）}$，它所对应的化学方程式为：C（s）+H₂O（g）?CO（g）+H₂（g）
（2）已知在400℃时，N₂ （g）+3H₂（g）?2NH₃（g）△H＜0  的K=0.5，则400℃时，在0.5L的反应容器中进行合成氨反应，一段时间后，测得N₂、H₂、NH₃的物质的量分别为2mol、1mol、2mol，则此时反应V（N₂）_正=V（N₂）_逆（填：＞、＜、=、不能确定）．
欲使得该反应的化学反应速率加快，同时使平衡时NH₃的体积百分数增加，可采取的正确措施是a（填序号）
a．缩小体积增大压强    b．升高温度   c．加催化剂   d．使氨气液化移走
（3）在一定体积的密闭容器中，进行如下化学反应：A（g）+3B（g）?2C（g）+D（s）△H，其化学平衡常数K与温度t的关系如下表：

t/K	300	400	500	…
K/（mol•L-1）2	4×106	8×107	K1	…

请完成下列问题：
①判断该反应的△H＞0（填“＞”或“＜”）
②在一定条件下，能判断该反应一定达化学平衡状态的是cd（填序号）．
a．3v（B）_（正）=2v（C）_（逆）b．A和B的转化率相等
c．容器内压强保持不变   d．混合气体的密度保持不变．

Answer 1

分析 （1）根据平衡常数的定义判断反应的方程式；
（2）计算浓度商和平衡常数减小比较判断反应进行的方向，若Q=K，反应达到平衡，Q＜K，反应正向进行，Q＞K反应逆向进行；使得该反应的化学反应速率加快，同时使平衡时NH₃的体积百分数增加，需要改变条件 满足化学反应速率增大，且平衡正向进行；
（3）分析图表平衡常数温度升高，平衡常数增大，平衡正向进行，正反应为吸热反应；结合平衡移动原理分析，正逆反应速率相同，各组分含量保持不变分析选项．

解答 解：（1）平衡常数为生成物的浓度幂之积除以反应物的浓度幂之积，平衡常数中，分子为生成物，分母为反应物，再结合质量守恒定律，所以该反应的方程式为C（s）+H₂O（g）?CO（g）+H₂（g），
故答案为：C（s）+H₂O（g）?CO（g）+H₂（g）；
（2）一段时间后，当N₂、H₂、NH₃的物质的量分别为2mol/L、1mol/L、2mol/L时，Qc=$\frac{4×4}{4×{2}^{3}}$=0.5，所以该状态是平衡状态，正逆反应速率相等，
欲使得该反应的化学反应速率加快，同时使平衡时NH₃的体积百分数增加，
a．反应是气体体积减小的反应，缩小体积增大压强，反应速率增大，平衡逆向进行，故a正确；
b．反应是放热反应，升高温度，速率增大，平衡逆向进行，故b错误；  
c．加催化剂改变反应速率，不改变平衡，故c错误；
d．使氨气液化移走，平衡正向进行，反应速率减小，故d错误；
故答案为：=；a；
（3）①图表分析可知，平衡常数随温度升高增大，说明正反应为吸热反应，△H＞0，
故答案为：＞； 
②A（g）+3B（g）?2C（g）+D（s）△H＞0，
a．反应速率之比等于化学方程式计量数之比，2v（B）_（正）=3v（C）_（逆），说明C的正逆反应速率相同，反应达到平衡状态，但3v（B）_（正）=2v（C）_（逆）不能说明反应达到平衡状态，故a错误；
b．A和B的转化率相等与起始量、变化量有关，不能说明反应达到平衡状态，故b错误；
c．反应前后气体体积减小，容器内压强保持不变，说明反应达到平衡状态，故c正确；  
d．反应前后气体质量减小，体积不变，混合气体的密度保持不变说明反应达到平衡状态，故d正确；
故答案为：cd．

点评 本题考查根据化学平衡常数书写化学方程式、平衡移动相关计算等，题目较为综合，涉及多方面的知识，题目难度中等，注意平衡标志判断．