Question

7．在体积固定，容积为2L的密闭容器中进行如下化学反应：
CO₂（g）+H₂（g）?CO（g）+H₂O（g），其化学平衡常数（K）和温度（t）的关系如下表所示：

t/℃	700	800	830	1 000	1 200
K	0.6	0.9	1.0	1.7	2.6

回答下列问题：
（1）该反应的化学平衡常数表达式为K=$\frac{c（CO）•c（{H}_{2}O）}{c（C{O}_{2}）•c（{H}_{2}）}$．
（2）该反应为吸热反应（填“吸热”或“放热”）．
（3）能判断该反应一定达到化学平衡状态的依据是BC．
A．容器中压强不再改变         B．混合气体中c（CO）不再改变
C．v（H₂）_正=v（H₂O）_逆             D．c（CO₂）=c（CO）
（4）在800℃时，发生上述反应，某一时刻测得容器内各物质的浓度分别为c（CO₂）为
2mol/L，c（H₂）为1.5mol/L，c（CO）为1mol/L，c（H₂O）为3mol/L，则下一时刻，反应向逆向（填“正向”或“逆向”）进行．
（5）保持容器体积不变，下列措施中一定能使H₂的转化率增大的有CD．
A．充入氦气
B．使用催化剂
C．平衡后再向容器内通入一定量CO₂
D．升高温度
（6）在830℃时，发生上述反应，若开始时加入0.3mol CO₂和0.2mol H₂，经过3分钟刚好达到平衡，以CO的浓度变化表示的化学反应速率为v（CO）=0.02mol•L^-1•min^-1．

Answer 1

分析 （1）根据化学平衡常数的概念来书写；
（2）根据温度对化学平衡、化学平衡常数的影响来回答；
（3）化学平衡状态的标志：正逆反应速率相等；
（4）根据800℃时，$\frac{c（CO）•c（{H}_{2}O）}{c（C{O}_{2}）•c（{H}_{2}）}$与K比较判断反应方向，如果$\frac{c（CO）•c（{H}_{2}O）}{c（C{O}_{2}）•c（{H}_{2}）}$＞K，则反应向逆反应方向移动，如果$\frac{c（CO）•c（{H}_{2}O）}{c（C{O}_{2}）•c（{H}_{2}）}$=K，则反应达到平衡状态，如果$\frac{c（CO）•c（{H}_{2}O）}{c（C{O}_{2}）•c（{H}_{2}）}$＜K，则反应向正反应方向移动；
（5）A．充入氦气，各组分的浓度不变平衡不移动；
B．使用催化剂，平衡不移动；
C．平衡后再向容器内通入一定量CO₂，平衡正向移动；
D．升高温度，平衡正向移动；
（6）首先根据三行式，来求平衡时各物质的浓度，然后v（CO）=$\frac{△c}{△t}$，进行计算．

解答 解：（1）因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，所以为K=$\frac{c（CO）•c（{H}_{2}O）}{c（C{O}_{2}）•c（{H}_{2}）}$，故答案为：$\frac{c（CO）•c（{H}_{2}O）}{c（C{O}_{2}）•c（{H}_{2}）}$；
（2）化学平衡常数的大小只与温度有关，升高温度，平衡向吸热的方向移动，由表可知：升高温度，化学平衡常数增大，说明化学平衡正向移动，因此正反应方向吸热，
故答案为：吸热；
（3）A、反应是一个反应前后体积不变的反应，压强的改变不会要引起平衡移动，故A错误；
B、化学平衡时，各组分的浓度不随时间的改变而改变，故B正确；
C、化学平衡状态的标志是v_正=v_逆，所以v_正（H₂）=v_逆（H₂O）表明反应达到平衡状态，故C正确；
D、c（CO₂）=c（CO）时，不能表明正逆反应速率相等，不一定达到了平衡状态，故D错误．
故选BC；
（4）$\frac{c（CO）•c（{H}_{2}O）}{c（C{O}_{2}）•c（{H}_{2}）}$=$\frac{1mol/L×3mol/L}{2mol/L×1.5mol/L}$=1＞K，所以化学平衡向逆反应方向移动，故答案为：逆向；
（5）A．充入氦气，各组分的浓度不变平衡不移动，H₂的转化率不变，故不选；
B．使用催化剂，平衡不移动，H₂的转化率不变，故不选；
C．平衡后再向容器内通入一定量CO₂，平衡正向移动，H₂的转化率变大，故选；
D．升高温度，平衡正向移动，H₂的转化率变大，故选；
故选CD；
（6）CO₂（g）+H₂（g）?CO（g）+H₂O（g），
初起：0.3mol  0.2mol    0       0
变化：amol   amol     amol    amol
平衡：0.3-a   0.2-a     a       a
则$\frac{{a}^{2}}{（0.3-a）（0.2-a）}=1$，解之得a=0.12mol，所以v（CO）=0.02mol•L^-1•min^-1，故答案为：0.02mol•L^-1•min^-1．

点评 本题考查学生化学平衡成熟的含义和表达式的书写知识，可以根据所学知识进行回答，难度不大．