Question

低碳经济呼唤新能源和清洁环保能源．煤化工中常需研究不同温度下的平衡常数、投料比及热值等问题．
已知：CO（g）+H₂O（g）?H₂（g）+CO₂（g）的平衡常数随温度的变化如下表：

温度/℃	400	500
平衡常数	9.94	9

请回答下列问题：
（1）上述正反应方向是

 

反应（填“放热”或“吸热”）．
（2）写出该反应的化学平衡常数表达式：K=

 

．
（3）830K时，若起始时：C（CO）=2mol/L，C（H₂O）=3mol/L，平衡时CO的转化率为60%，水蒸气的转化率为

 

；K值为

 

．
（4）830K时，若只将起始时C（H₂O）改为6mol/L，则水蒸气的转化率为

 

．
（5）若830K时，起始浓度 C（CO）=a mol/L，C（H₂O）=b mol/L，H₂的平衡浓度为C（H₂）=c mol/L，则：
①a、b、c之间的关系式是

 

；
②当a=b时，a=

 

c．

Answer 1

考点：化学平衡常数的含义,化学平衡的计算

专题：化学平衡专题

分析：（1）分析平衡常数随温度变化结合反应特征判断反应能量变化；
（2）平衡常数概念书写，用生成物平衡浓度幂次方乘积除以反应物平衡浓度幂次方乘积；
（3）结合平衡三段式列式计算；
（4）依据平衡常数不变列式计算，转化率=

消耗量

起始量

×100%；
（5）温度不变，化学平衡常数不变，利用三段式法结合平衡常数计算a、b、c之间的关系式．

解答： 解：（1）CO（g）+H₂O（g）?H₂（g）+CO₂（g），反应平衡常数随温度升高减小，说明升温平衡逆向进行，正反应为放热反应，
故答案为：放热；
（2）CO（g）+H₂O（g）?H₂（g）+CO₂（g），平衡常数K=

c(H2)c(CO2)

c(CO)c(H2O)

；
故答案为：

c(H2)c(CO2)

c(CO)c(H2O)

；
（3）CO（g）+H₂O（g）?H₂（g）+CO₂（g），
起始量（mol/L）  2       3        0       0
变化量（mol/L）  1.2     1.2      1.2      1.2
平衡量（mol/L）  0.8      1.8     1.2      1.2
水蒸气的转化率=

1.2mol/L

3mol/L

×100%=40%
平衡常数K=

1.2×1.2

0.8×1.8

=1
故答案为：40%，1；
（4）830K时，若只将起始时C（H₂O）改为6mol/L，设转化率为x
                CO（g）+H₂O（g）?H₂（g）+CO₂（g），
起始量（mol/L）  2       6        0       0
变化量（mol/L）  x       x         x       x
平衡量（mol/L）  2-x     6-x       x       x
K=

x2

(2-x)(6-x)

=1
x=1.5mol/L
转化率=

1.5mol/L

6mol/L

×100%=25%
故答案为：25%；
（5）CO（g）+H₂O（g）?CO₂（g）+H₂（g）
起始（mol/L）：a      b          0      0
变化（mol/L）：c      c         c      c
平衡（mol/L）：a-c    b-c        c      c 
故

c2

(a-c)(b-c)

=1，整理得ab=ac+bc；
当a=b，a=2c；
 故答案为：C²=（a-c）×（b-c）        
②上述技术可知当a=b，a=2c；
故答案为：2．

点评：本题考查了用三段式法对化学反应进行计算，难度中等，注意化学平衡常数K只与温度有关，与其他物理量无关，注意化学平衡常数的应用．