题目内容
煤化工中常需研究不同温度下平衡常数、投料比及热值等问题．已知：CO（g）+H2O（g）═H2（g）+CO2（g）平衡常数随温度的变化如下表：
试回答下列问题：
（1）该反应为 反应（填放热或吸热），在800℃发生上述反应，以表中的物质的量投入恒容反应器，其中向正反应方向移动的有 （选填A、B、C、D、E）；
（2）在1L密闭容器中通入10mol CO和10mol水蒸气，在500℃下经过30s达到平衡，则30s内CO的平均反应速率为 ．
（3）已知在一定温度下，C（s）+CO2（g）═2CO（g）平衡常数K的表达式 ；
C（s）+H2O（g）═CO（g）+H2（g） 平衡常数K1；
CO（g）+H2O（g）═H2（g）+CO2（g）平衡常数K2；
则K、K1、K2之间的关系是： ；
（4）某温度下C（s）+CO2（g）═2CO（g）能判断该反应达到化学平衡状态的依据是 ．
A．c（CO2）=c（CO） B．容器中的压强不变 C． v正（CO）=2v正（CO2）
D．c（CO）保持不变 E．混合气体相对分子质量不变
（5）如图1所示，在甲、乙两容器中都充入1mol C和1mol CO2，并使甲、乙两容器初始容积相等．在相同温度下发生反应C（s）+CO2（g）═2CO（g），并维持反应过程中温度不变．已知甲容器中CO2的转化率随时间变化的图象如图2所示，请在图2中画出乙容器中CO2的转化率随时间变化的图象．
| 温度/℃ | 400 | 500 | 800 |
| 平衡常数Kc | 9.94 | 9 | 1 |
（1）该反应为
| n（CO） |
n（H2O） | n（H2） | n（CO2） | |
| A | 1 | 5 | 2 | 3 |
| B | 2 | 2 | 1 | 1 |
| C | 3 | 3 | 0 | 0 |
| D | 0.5 | 2 | 1 | 1 |
| E | 3 | 1 | 2 | 1 |
（3）已知在一定温度下，C（s）+CO2（g）═2CO（g）平衡常数K的表达式
C（s）+H2O（g）═CO（g）+H2（g） 平衡常数K1；
CO（g）+H2O（g）═H2（g）+CO2（g）平衡常数K2；
则K、K1、K2之间的关系是：
（4）某温度下C（s）+CO2（g）═2CO（g）能判断该反应达到化学平衡状态的依据是
A．c（CO2）=c（CO） B．容器中的压强不变 C． v正（CO）=2v正（CO2）
D．c（CO）保持不变 E．混合气体相对分子质量不变
（5）如图1所示，在甲、乙两容器中都充入1mol C和1mol CO2，并使甲、乙两容器初始容积相等．在相同温度下发生反应C（s）+CO2（g）═2CO（g），并维持反应过程中温度不变．已知甲容器中CO2的转化率随时间变化的图象如图2所示，请在图2中画出乙容器中CO2的转化率随时间变化的图象．
考点：化学平衡建立的过程,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）由表可知，温度越高，平衡常数越小，反应进行程度越小，平衡向逆反应移动，升高温度平衡向吸热方向移动；反应在同一容器内进行，体积相同，方程式中各物质的化学计量数都是1，所以在计算中均可用物质的量数值代替浓度数值，求出此时的浓度商Qc，平衡向正反应方向移动，浓度商小于平衡常数；
（2）根据化学平衡常数进行解答；
（3）根据化学平衡常数的定义进行解答；
（4）化学反应达到化学平衡状态时，正逆反应速率相等，且不等于0，各物质的浓度不再发生变化，由此衍生的一些物理量不发生变化，以此进行判断，得出正确结论；
（5）减小压强，平衡向着气体体积增大的方向移动．
（2）根据化学平衡常数进行解答；
（3）根据化学平衡常数的定义进行解答；
（4）化学反应达到化学平衡状态时，正逆反应速率相等，且不等于0，各物质的浓度不再发生变化，由此衍生的一些物理量不发生变化，以此进行判断，得出正确结论；
（5）减小压强，平衡向着气体体积增大的方向移动．
解答：
解：（1）由表可知，温度越高，平衡常数越小，反应进行程度越小，平衡向逆反应移动，升高温度平衡向吸热方向移动，故正反应为放热反应；反应在同一容器内进行，体积相同，方程式中各物质的化学计量数都是1，所以在计算中均可用物质的量数值代替浓度数值，800℃时反应平衡常数为1．
A、k=
=
，大于1，反应向逆反应进行，故A错误；
B、k=
=
，小于1，反应向正反应进行，故B正确；
C、开始只有CO、H2，反应向正反应进行，故C正确；
D、k=
=1，处于平衡状态，故D错误；
E、k=
=
，小于1，反应向正反应进行，故E正确；
故答案为：放热，BCE；
（2）设平衡时，氢气的浓度为xmol/L，则二氧化碳的浓度为xmol/L，一氧化碳和水蒸气的浓度为（10-x）mol/L，则k=
=9，x=7.5，参加反应的一氧化碳的浓度为：7.5mol/L，故30s内CO的平均反应速率为
=0.25mol/（L?S），
故答案为：0.25mol/（L?S）；
（3）反应①C（s）+CO2（g）
2CO（g）平衡常数K=
；
反应②C（s）+H2O（g）
CO（g）+H2（g）平衡常数K1=
，
反应③CO（g）+H2O（g）
H2（g）+CO2（g） 平衡常数K2=
，
反应②-反应③得反应①，所以K=
．
故答案为：
，K=
；
（4）A．c（CO2）=c（CO）不能判断化学平衡状态，和起始量有关，故A错误；
B．该反应为反应前后气体体积不等的反应，故容器中的压强不变可作为判断是否达到化学平衡状态的依据，故B正确；
C． v正（CO）=2v正（CO2），不能作为平衡状态的判据，故C错误；
D．c（CO）保持不变，可作为判断是否达到化学平衡状态的依据，故D正确；
E．混合气体相对分子质量不变，可作为判断是否达到化学平衡状态的依据，故E正确，
故答案为：BDE；
（5）C（s）+CO2（g）2CO（g），随着反应的进行，甲中压强逐渐增大，而乙是恒压，故乙相对于甲而言，相当于减小压强，平衡正向移动，化学反应速率减慢，二氧化碳的转化率增大，故乙容器中CO2的转化率随时间变化的图象为：
，
故答案为：．
A、k=
| 2×3 |
| 1×5 |
| 6 |
| 5 |
B、k=
| 1×1 |
| 2×2 |
| 1 |
| 4 |
C、开始只有CO、H2，反应向正反应进行，故C正确；
D、k=
| 1×1 |
| 0.5×2 |
E、k=
| 2×1 |
| 3×1 |
| 2 |
| 3 |
故答案为：放热，BCE；
（2）设平衡时，氢气的浓度为xmol/L，则二氧化碳的浓度为xmol/L，一氧化碳和水蒸气的浓度为（10-x）mol/L，则k=
| x×x |
| (10-x)×(10-x) |
| 7.5mol/L |
| 30s |
故答案为：0.25mol/（L?S）；
（3）反应①C（s）+CO2（g）
2CO（g）平衡常数K=| c2(CO) |
| c(CO2) |
反应②C（s）+H2O（g）
CO（g）+H2（g）平衡常数K1=| c(H2)c(CO) |
| c(H2O) |
反应③CO（g）+H2O（g）
H2（g）+CO2（g） 平衡常数K2=| c(H2)c(CO2) |
| c(CO)c(H2O) |
反应②-反应③得反应①，所以K=
| K1 |
| K2 |
故答案为：
| c2(CO) |
| c(CO2) |
| K1 |
| K2 |
（4）A．c（CO2）=c（CO）不能判断化学平衡状态，和起始量有关，故A错误；
B．该反应为反应前后气体体积不等的反应，故容器中的压强不变可作为判断是否达到化学平衡状态的依据，故B正确；
C． v正（CO）=2v正（CO2），不能作为平衡状态的判据，故C错误；
D．c（CO）保持不变，可作为判断是否达到化学平衡状态的依据，故D正确；
E．混合气体相对分子质量不变，可作为判断是否达到化学平衡状态的依据，故E正确，
故答案为：BDE；
（5）C（s）+CO2（g）
2CO（g），随着反应的进行，甲中压强逐渐增大，而乙是恒压，故乙相对于甲而言，相当于减小压强，平衡正向移动，化学反应速率减慢，二氧化碳的转化率增大，故乙容器中CO2的转化率随时间变化的图象为：，故答案为：
．
点评：本题主要考查平衡常数及其计算、影响化学平衡的因素、化学平衡的标志．难度较大．
练习册系列答案
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