Question

煤化工中常需研究不同溫度下平衡常數(shù)、投料比及產(chǎn)率等問(wèn)題．
已知CO（g）+H₂O（g）H₂（g）+CO₂（g）的平衡常數(shù)隨溫度的變化如下表：

溫度/℃	400	500	830	1 000
平衡常數(shù)K	10	9	1	0.6

試回答下列問(wèn)題：
（1）上述反應(yīng)的正反應(yīng)是

 

反應(yīng)（填“放熱”或“吸熱”），該反應(yīng)的平衡常數(shù)表達(dá)式為

 

．
（2）能判斷該反應(yīng)是否達(dá)到化學(xué)平衡狀態(tài)的依據(jù)是

 

（填序號(hào)）．
a．容器中壓強(qiáng)不變                
b．混合氣體中 c（CO）不變
c．υ_正（H₂）=υ_逆（H₂O）           
d．c（CO₂）=c（CO）
（3）在實(shí)際生產(chǎn)中，該反應(yīng)的適宜條件為

 

．
A．加壓，400～500℃催化劑　　
B．加壓，830～1000℃化劑
C．常壓，400～500℃催化劑
D．常壓，830～1000℃催化劑
（4）在830℃時(shí)，2L的密閉容器中加入4molCO（g）和6molH₂O（g），10min后達(dá)到平衡時(shí)，CO₂的平衡濃度為

 

，用H₂濃度變化來(lái)表示的平均反應(yīng)速率為

 

，CO的轉(zhuǎn)化率是

 

．
（5）為使該反應(yīng)的反應(yīng)速率增大且平衡向正反應(yīng)方向移動(dòng)的是

 

（填字母序號(hào)）．
a．增大CO濃度                             
b．升高溫度
c．將生成物分離出去                         
d．使用高效催化劑．

Answer 1

考點(diǎn)：化學(xué)平衡的影響因素,化學(xué)平衡的調(diào)控作用,化學(xué)平衡狀態(tài)的判斷

專(zhuān)題：

分析：（1）依據(jù)平衡常數(shù)隨溫度的變化結(jié)合平衡移動(dòng)原理分析判斷反應(yīng)的熱量變化，根據(jù)表中數(shù)據(jù)可知，溫度升高平衡常數(shù)減小，說(shuō)明平衡向逆反應(yīng)方向移動(dòng)；根據(jù)反應(yīng)方程式及化學(xué)平衡常數(shù)表達(dá)式完成；
（2）根據(jù)達(dá)到化學(xué)平衡狀態(tài)，各組分濃度不變，正逆反應(yīng)相等進(jìn)行分析；
（3）根據(jù)實(shí)際生產(chǎn)中，即要考慮反應(yīng)速率又要考慮轉(zhuǎn)化率，還要兼顧設(shè)備并結(jié)合反應(yīng)特征分析；
（4）依據(jù)平衡三段式列式計(jì)算反應(yīng)的一氧化碳，根據(jù)轉(zhuǎn)化率概念計(jì)算得到；
（5）為使該反應(yīng)的反應(yīng)速率增大，可采用增大壓強(qiáng)、升高溫度、加入催化劑、增大反應(yīng)物濃度等方法，再結(jié)合平衡移動(dòng)原理分析解答．

解答： 解：（1）根據(jù)表中數(shù)據(jù)可知，溫度升高平衡常數(shù)減小，說(shuō)明平衡向逆反應(yīng)方向移動(dòng)，則正反應(yīng)放熱，根據(jù)反應(yīng)CO（g）+H₂O（g）?H₂（g）+CO₂（g）及化學(xué)平衡常數(shù)表達(dá)式，K=

c(H2)?c(CO2)

c(CO)?c(H 20)

，故答案為：放熱；K=

c(H2)?c(CO2)

c(CO)?c(H 20)

；
（2）a、反應(yīng)前后氣體體積不變，壓強(qiáng)始終不會(huì)變化，所以壓強(qiáng)不變，無(wú)法判斷是否達(dá)到平衡狀態(tài)，故a錯(cuò)誤；
b、濃度不變，反應(yīng)達(dá)到了化學(xué)平衡狀態(tài)，故b正確；
c、正逆反應(yīng)速率相等，各組分濃度不變，達(dá)到了化學(xué)平衡狀態(tài)，故c正確；
d、濃度相等，不能判斷各組分濃度是否不變，無(wú)法判斷是否達(dá)到平衡狀態(tài)，故d錯(cuò)誤；
故選bc；
（3）實(shí)際生產(chǎn)中，即要考慮反應(yīng)速率又要考慮轉(zhuǎn)化率，還要兼顧設(shè)備，所以由于反應(yīng)前后氣體體積不變，又是放熱反應(yīng)，故溫度不宜太高，所以常壓，400～500℃催化劑最好，故選：C；
（4）（4）830℃時(shí)，在2L的密閉容器中加入4molCO（g）和6molH₂O（g）達(dá)到平衡時(shí)，設(shè)一氧化碳轉(zhuǎn)化物質(zhì)的量為x，
                 CO（g）+H₂O（g）?H₂（g）+CO₂（g）
起始量（mol）    4       6         0       0
變化量（mol）   x        x        x        x
平衡量（mol）  4-x      6-x       x        x
平衡常數(shù)K=

x 2

(4-x)(6-x)

=1
x=2.4mol
CO₂的平衡濃度=

2.4

2

=1.2mol/L
用H₂濃度變化來(lái)表示的平均反應(yīng)速率=

2.4 2

10

=0.12mol/（L?min）
CO的轉(zhuǎn)化率=

2.4mol

4mol

×100%=60%
故答案為：1.2mol/L；0.12mol/（L?min）；60%；
（5）a．增大CO的濃度反應(yīng)速率增大，且該反應(yīng)向正反應(yīng)方向移動(dòng)，故正確；    
b．升高溫度，反應(yīng)速率增大但平衡向逆反應(yīng)方向移動(dòng)，故錯(cuò)誤；
c．分離生成物平衡向右移動(dòng)，但反應(yīng)速率減小，故錯(cuò)誤；         
d．選擇高效催化劑能增大反應(yīng)速率，但平衡不移動(dòng)，故錯(cuò)誤；
故選a．

點(diǎn)評(píng)：本題考查化學(xué)平衡常數(shù)的分析判斷，影響因素分析，平衡計(jì)算應(yīng)用，題目難度中等．