题目内容
煤化工常常需要研究不同温度下的平衡常数、投料比及热值等问题．已知反应 CO（g）+H2O2（g）?H2（g）+CO2（g）的平衡常数随温度的变化如下表：
试回答下列问题：（1）上述正向反应的△H= 0（填“＞”或“＜”）．
（2）若在800℃时进行上述反应，各物质以不同的物质的量（单位：mol）组合分别投入恒容反应器，则向正反应方向移动的有 （填字母编号）．
（3）若在500℃时进行上述反应，CO和H2O的起始浓度均为0.020mol/L，则在该条件下．CO的最大转化率为 ．
（4）常温常压下，空气中的C02溶于水，达到平衡时，溶液的pH=5.60，
c（H2CO3）=1.5×10-5mol?L-1．若忽略水的电离及H2CO3第二级电离，则H2CO3?HCO-3+H+的平衡常数K1= ．（已知：10-5.60=2.5×10-6）
| 温度/℃ | 400 | 500 | 800 |
| 平衡常数K | 9.94 | 9 | 1 |
（2）若在800℃时进行上述反应，各物质以不同的物质的量（单位：mol）组合分别投入恒容反应器，则向正反应方向移动的有
| A | B | C | D | E | |
| CO2 | 3 | 1 | 0 | 1 | 1 |
| H2 | 2 | 1 | 0 | 1 | 2 |
| CO | 1 | 2 | 3 | 0.5 | 3 |
| H2O | 3 | 2 | 3 | 2 | 1 |
（4）常温常压下，空气中的C02溶于水，达到平衡时，溶液的pH=5.60，
c（H2CO3）=1.5×10-5mol?L-1．若忽略水的电离及H2CO3第二级电离，则H2CO3?HCO-3+H+的平衡常数K1=
考点：化学平衡的影响因素,化学平衡的计算,弱电解质在水溶液中的电离平衡
专题：化学平衡专题,电离平衡与溶液的pH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；
（2）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；
（3）到达平衡时转化率最大，令平衡时CO的浓度变化量为cmol/L，根据三段式法用c表示出平衡时各组分的浓度，再利用平衡常数列方程，求出c，再利用转化率定义计算；
（4）H2CO3?HCO3-+H+的平衡常数K1=
，依据题干数据计算得到．
（2）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；
（3）到达平衡时转化率最大，令平衡时CO的浓度变化量为cmol/L，根据三段式法用c表示出平衡时各组分的浓度，再利用平衡常数列方程，求出c，再利用转化率定义计算；
（4）H2CO3?HCO3-+H+的平衡常数K1=
| c(H+)c(HCO3-) |
| c(H2CO3) |
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，故答案为：放热；
（2）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、Qc=
=
=
，大于1，反应向逆反应进行，故A错误；
B、Qc=
=
=
，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、Qc=
=
=1，处于平衡状态，故D错误；
E、Qc=
=
=
，小于1，反应向正反应进行，故E正确；
故答案为：BCE；
（3）设CO的浓度变化量为c，三段式法用c表示出平衡时各组分的浓度，
CO（g）+H2O（g）?H2（g）+CO2（g），
起始（mol/L）：0.02 0.020 0 0
转化（mol/L）：c c c c
平衡（mol/L）：0.02-c 0.02-c c c
代入500℃时反应平衡常数有k=
=
=9，解得c=0.015，
CO的最大所以转化率为
×100%=75%，
故答案为：75%；
（4）H2CO3?HCO3-+H+的平衡常数K1=
，c（H+）=c（HCO3-）=2.5×10-6mol/L，
c（H2CO3）=1.5×10-5 mol L，
可求 出 K1=4.2×10-7，
故答案为：4.2×10-7．
（2）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、Qc=
| c(H2)c(CO2) |
| c(CO)c(H2O) |
| 2×3 |
| 1×5 |
| 6 |
| 5 |
B、Qc=
| c(H2)c(CO2) |
| c(CO)c(H2O) |
| 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、Qc=
| c(H2)c(CO2) |
| c(CO)c(H2O) |
| 1×1 |
| 0.5×2 |
E、Qc=
| c(H2)c(CO2) |
| c(CO)c(H2O) |
| 2×1 |
| 3×1 |
| 2 |
| 3 |
故答案为：BCE；
（3）设CO的浓度变化量为c，三段式法用c表示出平衡时各组分的浓度，
CO（g）+H2O（g）?H2（g）+CO2（g），
起始（mol/L）：0.02 0.020 0 0
转化（mol/L）：c c c c
平衡（mol/L）：0.02-c 0.02-c c c
代入500℃时反应平衡常数有k=
| c(H2)c(CO2) |
| c(CO)c(H2O) |
| c×c |
| (0.02-c)(0.02-c) |
CO的最大所以转化率为
| 0.015mol/L |
| 0.02mol/L |
故答案为：75%；
（4）H2CO3?HCO3-+H+的平衡常数K1=
| c(H+)c(HCO3-) |
| c(H2CO3) |
c（H2CO3）=1.5×10-5 mol L，
可求 出 K1=4.2×10-7，
故答案为：4.2×10-7．
点评：本题主要考查平衡常数及其计算，难度较大，注意平衡常数书写方法，平衡常数只受温度影响，同一反应温度不变，平衡常数不变，化学平衡三段式计算应用．
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