Question

某温度下在容积固定的密闭容器中，下列反应达到平衡：M（g）+H₂O（g）?N（g）+H₂（g）

起始n（M）：n（H2O）	M转化率	H2O转化率
1：1	0.5	0.5
1：2	0.67	0.33
1：3	0.75	0.25

①该反应的平衡常数为

 

．该温度下，向容器中充入1molM、3mol H₂O、2mol N、1.5molH₂，则起始时该反应速率V_正

 

V_逆（填“＞”、“＜”或“=”）
②结合表中数据，判断下列说法中正确的是

 

．
A．增加H₂O（g）的量，M的转化率升高而H₂O（g）的转化率降低
B．若M与H₂O（g）的转化率相同时，二者的初始投入量一定相同
C．M和H₂O（g）初始物质的量之比等于二者转化率之比
D．当M与H₂O（g）物质的量之比为1：4时，M的转化率为0.85
③该温度下，向容器中充入2molM、2mol H₂O，当达平衡时放出a KJ热量，则该反应的△H=

 

．

Answer 1

考点：化学平衡的计算,反应速率的定量表示方法

专题：

分析：①根据平衡常数K=

生成物平衡浓度幂次方乘积

反应物平衡浓度幂次方乘积

来书写；计算出此温度下的平衡常数K的数值，与浓度商Qc作比较，即得出V_正和V_逆的大小关系；
②A、通过表中的数据即可得出结论；
B、根据转化率=

△n

n

来分析；
C、CO和H₂O（g）的转化率之比等于计量数之比；
D、结合平衡常数进行计算；
③2molM、2mol H₂O，当达平衡时放出a KJ热量，依据平衡常数分析可知，转化率为0.5，反应1molM放出akJ的热量．

解答： 解：①平衡常数K=

c(CO2)c(H2)

c(CO)c(H2O)

； 化学平衡常数k只受温度的影响，在此温度下，当n（CO）：n（H₂O）=1：1时，平衡时CO（g）、H₂O（g）、CO₂（g）、H₂（g）的浓度相等，即化学平衡常数K=

c(CO2)c(H2)

c(CO)c(H2O)

=1，在该温度下，向容器中充入1molCO、3mol H₂O、2mol CO₂、1.5molH₂时，浓度商Qc=

生成物平衡浓度幂次方乘积

反应物平衡浓度幂次方乘积

=1=K，即为平衡状态，故V_正=V_逆，
故答案为：1；=；
②A、从表中数据可知增加H₂O（g）的量，CO的转化率升高而H₂O（g）的转化率降低，故A正确；
B、物质的转化率=

△n

n

，而根据反应可知：△n（CO）：△n（H₂O）=计量数之比=1：1，故若CO与H₂O（g）的转化率相同时，二者的初始投入量一定相同，B正确；
C、CO和H₂O（g）的转化率之比等于计量数之比，与初始物质的量成反比，故C错误；
D、由计算可知，此温度下反应的平衡常数K=1．设CO与H₂O（g）的初始物质的量浓度分别为1mol/L和4mol/L，达平衡时，CO的△C（CO）为Xmol/L，则根据三段式有：CO（g）+H₂O（g）?CO₂（g）+H₂（g）
初始：1mol/L       4mol/L          0mol/L        0mol/L
△C：Xmol/L       Xmol/L          Xmol/L        Xmol/L
 平衡：（1-X）mol/L    （4-X）mol/L     Xmol/L        Xmol/L
根据平衡常数K=

生成物平衡浓度幂次方乘积

反应物平衡浓度幂次方乘积

=

X2

(1-X)(4-X)

=1，解得：X=0.8mo/L，故 CO的转化率=

0.8mol/L

1mol/L

×100%=80%，故D错误．
故选AB；
③2molM、2mol H₂O，当达平衡时放出a KJ热量，和1molM、1mol H₂O起始量达到相同的平衡状态，平衡常数为1，即转化率为0.5，反应1molM放出akJ的热量，即该反应的△H=-akJ/mol，故答案为：-aKJ/mol．

点评：本题考查氧化还原反应的计算及化学平衡的计算，为高频考点，侧重学生分析能力和计算能力的考查，注意电子守恒及化学平衡常数K的计算与应用，题目难度中等．