Question

14．在体积一定的密闭容器中，进行如下化学反应：

t℃	700	800	830	1000	1200
K	0.6	0.9	1.0	1.7	2.6

CO₂（g）+H₂（g）?CO（g）+H₂O（g）其化学平衡常数K和温度t的关系如表，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（选填吸热、放热）．
（3）能判断该反应是否达到化学平衡状态的依据是bc（多选不得分）．
a．容器中压强不变                 b．混合气体中 c（CO）不变
c．υ_正（H₂）=υ_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830℃．
（5）某温度下SO₂的转化反应的2SO_2（g）+O_2（g）?2SO_3（g）平衡常数K=532.4．
下面三个混合体系中各物质的浓度如下表：

体系	c（SO2）  mol/L	c（O2）  mol/L	c（SO3）  mol/L	浓度商
（1）	0.0600	0.400	2.000	不填
（2）	0.0960	0.300	0.500	不填
（3）	0.0862	0.263	1.020	不填

试判断各体系反应进行的方向：体系（2）正向；体系（2）：已平衡（填正向、逆向或已平衡）．

Answer 1

分析 （1）依据化学方程式，平衡常数等于生成物的浓度的幂次方之积比上反应物浓度的幂次方之积；
（2）平衡常数随温度升温增大，说明平衡正向进行，结合平衡移动原理分析判断；
（3）平衡状态是正逆反应速率相同，各组分含量保持不变，据此分析；
（4）根据c（CO₂）•c（H₂）=c（CO）•c（H₂O）可知，该温度下的平衡常数为1，据此判断；
（5）计算浓度商Qc，若Qc=K，处于平衡状态，若Qc＜K，反应向正反应进行，若Qc＞K，反应向逆反应进行．

解答 解：（1）CO₂（g）+H₂（g）?CO（g）+H₂O（g），反应的平衡常数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）图表中平衡常数随温度升高增大，说明升温平衡正向进行，正反应是吸热反应，故答案为：吸热；
（3）a．反应前后气体体积不变，反应过程中和平衡状态压强不变，容器中压强不变不能说明费用达到平衡状态，故错误；
b．混合气体中 c（CO）不变是平衡标志，故b正确；
c．反应速率之比等于化学方程式系数之比，是正反应速率之比，υ_正（H₂）=υ_逆（H₂O） 表面水的正逆反应速率相同，反应达到平衡状态，故c正确；
d．c（CO₂）=c（CO）和起始量和消耗量有关，不能说明反应达到平衡状态，故d错误；
故答案为：bc；
（4）根据c（CO₂）•c（H₂）=c（CO）•c（H₂O）可知，该温度下的平衡常数K=$\frac{c（CO）c（{H}_{2}O）}{c（C{O}_{2}）c（{H}_{2}）}$=1，平衡常数只与温度有关，故此时温度为830℃，故答案为：830；
（5）体系（2）中浓度商Qc=$\frac{0．{5}^{2}}{0.09{6}^{2}×0.3}$=90.4＜K=532.4，反应向正反应进行；体系（3）中浓度商Qc=$\frac{1.0{2}^{2}}{0.086{2}^{2}×0.263}$=532.4=K，处于平衡状态，故答案为：正向；已平衡．

点评 本题考查化学平衡常数的应用、化学平衡状态的判断，难度中等，掌握化学平衡常数的书写与应用，注意判断化学平衡状态，选择的物理量应是随反应进行发生不变，当该物理量不再变化时，说明到达平衡状态．