Question

【题目】煤化工中常需研究不同温度下平衡常数、投料比及产率等问题。

已知CO(g)＋H2O(g)H2(g)＋CO2(g)的平衡常数随温度的变化如下表：

请回答下列问题：

（1）该反应的化学平衡常数表达式为K＝__________。上述反应的正反应是________反应(填“放热”或“吸热”)。

（2）上述反应达到平衡后，保持容器体积不变升高温度，反应物中活化分子百分数_________(填“增大”、“减小”或“不变”)，正反应速率________(填“增大”、“减小”或“不变”)，容器内混合气体的压强________(填“增大”、“减小”或“不变”)。

（3）能说明该反应达到化学平衡状态的是________。

A．容器中压强不变 B．混合气体中c(CO)不变

C．v正(H2)＝v逆(H2O) D．c(CO2)＝c(CO)

（4）某温度下，平衡浓度符合下式： c(CO2)·c(H2)＝c(CO)·c(H2O)，试判断此时的温度为______℃。在该温度下，恒容反应器中发生上述反应，按下表中的物质的量投入反应混合物，其中向逆反应方向进行的有______(选填字母).

	A	B	C	D
n(CO)	1	2	3.5	0.5
n(H2O)	5	2	2	2
n(H2)	2	1.5	2.5	1
n(CO2)	3	2.4	3.2	1

（5）在830℃时，在2 L的密闭容器中加入4 mol CO(g)和6 mol H2O(g)达到平衡时，H2(g)的体积分数是__________。

Answer 1

【答案】 c(CO2)c(H2)/c(CO)c(H2O) 放热 增大 增大 增大 B、C 830 AC 24%

【解析】（1）该反应的化学平衡常数表达式为K＝c(CO2)c(H2)/c(CO)c(H2O)。由表中数据可知，该反应的平衡常数随温度升高而减小，所以上述反应的正反应是放热反应。

（2）上述反应达到平衡后，保持容器体积不变升高温度，反应物中活化分子百分数增大，正反应速率增大，容器内混合气体的压强增大。

（3）能说明该反应达到化学平衡状态的是B、C。

某温度下，平衡浓度符合下式： c(CO2)·c(H2)＝c(CO)·c(H2O)，此时的平衡常数为1，所以温度为830℃。在该温度下，恒容反应器中发生上述反应，按表中的物质的量投入反应混合物，其中向逆反应方向进行的一定要符合c(CO2)·c(H2)>c(CO)·c(H2O)，经计算确定有AC.

(5)在830℃时，在2 L的密闭容器中加入4 mol CO(g)和6 mol H2O(g)达到平衡时，

CO(g)＋H2O(g)H2(g)＋CO2(g)

起始量（mol/L） 2 3 0 0

变化量（mol/L） x x x x

平衡量（mol/L） 2-x 3-x x x

因为在830℃时c(CO2)·c(H2)＝c(CO)·c(H2O)，代入数据，可以计算出x=1.2，所以H2(g)的体积分数是=24% 。

点睛 ：一个可逆反应是否处于化学平衡状态可从两方面判断；一是看正反应速率是否等于逆反应速率，两个速率必须能代表正、逆两个方向，然后它们的数值之比还得等于化学计量数之比，具备这两点才能确定正反应速率等于逆反应速率；二是判断物理量是否为变量，变量不变达平衡。