Question

在一固定容积的密闭容器中进行如下反应：CO₂（g）+H₂（g）?CO（g）+H₂O（g）也伴随有能量变化，其平衡常数K和温度t的关系如表一：
表一：

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

①该反应的平衡常数k的表达式为

 

．
②能判断该反应是否已经达到化学平衡状态的是

 

．
A、容器中压强不变             B、混合气体中CO浓度不变
C、v（H₂）_正═v（H₂O）_逆       D、c（CO₂）═c（CO）
③在850℃时，可逆反应CO₂（g）+H₂（g）?CO（g）+H₂O（g），在该容器内各种物质的浓度变化如表二．
表二：

时间/min	CO2 （mol/L）	H2 （mol/L）	CO （mol/L）	H2O（mol/L）
0	0.200	0.300	0	0
2	0.138	0.238	0.062	0.062
3	c1	c2	c3	c3
4	c1	c2	c3	c3

计算：3min～4min达到平衡时，CO的物质的量分数是

 

，CO₂（g）的转化率α=

 

．

Answer 1

考点：化学平衡的影响因素,化学平衡状态的判断

专题：化学平衡专题

分析：①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；
②根据化学平衡状态的特征-正逆反应速率相等，各组分含量保持不变进行判断．
③依据容器中浓度变化结合化学平衡的三段式列式计算，结合平衡常数不随温度变化，根据转化率公式进行计算．

解答： 解：①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K=

c(CO)?c(H2O)

c(CO2)?c(H2)

，
故答案为：K=

c(CO)?c(H2O)

c(CO2)?c(H2)

；
②A．因该反应为反应前后气体体积不变的反应，故容器中压强不变不能作为平衡状态的判据，故A错误；
B．混合气体中CO浓度不变，表明各组分的浓度不再变化，达到了平衡状态，故B正确；
C．v（H₂）_正═v（H₂O）_逆，是正逆反应速率相等的体现，能作为平衡状态的判据，故C正确；
D．c（CO₂）=c（CO）不能判断化学平衡状态，和起始量有关，故D错误；
故答案为：ABC．
③CO₂（g）+H₂（g）?CO（g）+H₂O（g）
起始浓度/mol?L^-1   0.2     0.3        0      0
变化浓度/mol?L^-1：c₃       c₃         c₃     c₃
平衡浓度/mol?L^-1：0.2-c₃   0.3-c₃      c₃     c₃
由题意知，850℃时，K=1.0，即
K=

c(CO)?c(H2O)

c(CO2)?c(H2)

=

c32

(0.2-c3)?(0.3-c3)

=1.0                           
解得  c₃=0.12mol/L，
二氧化碳的转化率=

0.12mol/L

0.2mol/L

=60%，
故答案为：0.12mol/L、60%．

点评：本题主要考查化学平衡常数的表达式、化学平衡的标志判断，难度中等．