Question

6．在一固定体积的密闭容器中，充入2mol CO₂和1mol H₂发生如下化学反应：CO₂（g）+H₂（g）?CO（g）+H₂O（g），其化学平衡常数与温度（T）的关系如下表：

T/℃	700	800	830	1 000	1 200
K	0.6	0.9	1.0	1.7	2.6

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）若反应在830℃下达到平衡，则CO₂气体的转化率为33.3%．
（3）若绝热时（容器内外没有热量交换），平衡发生移动的结果是使容器内CO₂的浓度增大，则容器内气体温度升高（填“升高”、“降低”或“不能确定”）．
（4）能判断该反应是否达到化学平衡状态的依据是AD（填字母序号）．
A．H₂的浓度保持不变             
B．容器内的总压强不随时间而变化
C．单位时间内生成n mol CO的同时，生成n mol的H₂O      
D．υ（正、CO）=υ（逆、CO₂）

Answer 1

分析 （1）平衡常数是指：一定温度下，可逆反应到达平衡时，生成物浓度系数次幂乘积与反应物浓度系数次幂乘积的比；
（2）令平衡时参加反应的CO₂的物质的量为ymol，则：
                   CO₂（g）+H₂（g）?CO（g）+H₂O（g）
开始（mol）：2            1              0            0
变化（mol）：y            y              y            y
平衡（mol）：2-y        1-y            y            y
再根据平衡常数K=1列方程计算解答；
（3）由表中数据可知，温度升高平衡常数增大，说明平衡向正反应方向移动，则正反应为吸热反应．若绝热时（容器内外没有热量交换），平衡发生移动的结果是使容器内CO的浓度增大，则平衡正向移动；
（4）可逆反应到达平衡时，同种物质的正逆速率相等，各组分的浓度、含量保持不变，由此衍生的其它一些量不变，判断平衡的物理量应随反应进行发生变化，该物理量由变化到不变化说明到达平衡

解答 解：（1）CO₂（g）+H₂（g）?CO（g）+H₂O（g）平衡常数表达式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）令平衡时参加反应的CO₂的物质的量为ymol，则：
                   CO₂（g）+H₂（g）?CO（g）+H₂O（g）
开始（mol）：2             1              0            0
变化（mol）：y             y              y            y
平衡（mol）：2-y         1-y            y            y
则$\frac{y×y}{（2-y）×（1-y）}$=1，解得y=$\frac{2}{3}$，故CO₂气体的转化率为$\frac{\frac{2}{3}mol}{2mol}$×100%=33.3%，
故答案为：33.3%；
（3）由表中数据可知，温度升高，平衡常数增大，说明平衡向正反应方向移动，则正反应为吸热反应．若绝热时（容器内外没有热量交换），平衡发生移动的结果是使容器内CO₂的浓度增大，则平衡逆向移动，放出热量，故容器内气体温度升高；
故答案为：升高；
（4）A．混合气体中c（CO）不变，说明到达平衡，故A正确；
B．由于反应前后气体体积不变，容器内压强始终不变，不能说明到达平衡，故B错误；
C．单位时间内生成n mol CO的同时，生成n mol的H₂O，都体现正反应的方向，未体现正与逆的关系，不能说明到达平衡，故C错误；
D．υ（正、CO）=υ（逆、CO₂），说明CO的生成速率与消耗速率相等，说明到达平衡，故D正确；
故选：AD．

点评 本题考查化学平衡常数的应用、化学平衡移动，平衡状态判断等，难度中等，掌握化学平衡常数的书写与应用，比较容易．