Question

700℃時，向容積為2L的密閉容器中充入一定量的CO和H₂O，發(fā)生反應(yīng)：
CO（g）+H₂O（g）?CO₂+H₂（g）反應(yīng)過程中測定的部分?jǐn)?shù)據(jù)見下表（表中t₂＞t₁）：

反應(yīng)時間/min	n（CO）/mol	n（H2O）/mol
0	1.20	0.60
t1	0.80
t2		0.20

依據(jù)題意回答下列問題：
（1）該反應(yīng)的平衡常數(shù)K的表達(dá)式為：K=

 

（2）保持其他條件不變，向平衡體系中再通入0.20molH₂O（g），與原平衡相比，達(dá)到新平衡時CO轉(zhuǎn)化率

 

（填“增大”或“減小”或“不變”），H₂的體積分?jǐn)?shù)

 

（填“增大”或“減小”或“不變”）．
（3）能判斷該反應(yīng)達(dá)到化學(xué)平衡狀態(tài)的依據(jù)是

 

A．容器中壓強(qiáng)不變　　　　　　B．混合氣體中c（CO）濃度不變
C．混合氣體密度不變　　　　　D．混合氣體的相對分子質(zhì)量不變
（4）700℃測得c（H₂）=c（CO₂）=0.25mol?L^-1，c（H₂O）=0.5mol?L^-1，c（CO）=0.1mol?L^-1，在這種情況下，該反應(yīng)是否處于平衡狀態(tài)

 

（選填是或否），此時化學(xué)反應(yīng)速率是v_正

 

v_逆（選填＞，＜，=） 
（5）溫度升至800℃，上述反應(yīng)平衡常數(shù)為0.64，則正反應(yīng)為

 

反應(yīng)（填“放熱”或“吸熱”）．

Answer 1

考點(diǎn)：用化學(xué)平衡常數(shù)進(jìn)行計(jì)算,化學(xué)平衡的影響因素,化學(xué)平衡狀態(tài)的判斷

專題：化學(xué)平衡專題

分析：（1）平衡常數(shù)是利用生成物平衡濃度冪次方乘積除以反應(yīng)物冪次方乘積得到；
（2）兩種反應(yīng)物增大一種會增大另一種物質(zhì)的轉(zhuǎn)化率，本身轉(zhuǎn)化率減小，平衡移動增大小于加入物質(zhì)的量；
（3）依據(jù)化學(xué)平衡狀態(tài)是正逆反應(yīng)速率相同，個組分含量不變，據(jù)此分析選項(xiàng)；
（4）依據(jù)圖表數(shù)據(jù)計(jì)算平衡常數(shù)，結(jié)合濃度商和平衡常數(shù)比較判斷反應(yīng)進(jìn)行方向；
（5）依據(jù)計(jì)算得到平衡常數(shù)對比，平衡常數(shù)隨溫度變化分析反應(yīng)能量變化．

解答： 解：（1）反應(yīng)  CO（g）+H₂O（g）?CO₂+H₂（g）的平衡常數(shù)表達(dá)式為：K=

c(CO2)c(H2)

c(CO)c(H2O)

，故答案為：

c(CO2)c(H2)

c(CO)c(H2O)

；
（2）保持其他條件不變，向平衡體系中再通入0.20molH₂O（g），與原平衡相比，達(dá)到新平衡時CO轉(zhuǎn)化率增大，向平衡體系中再通入0.20molH₂O（g），反應(yīng)前后氣體體積不變，平衡移動導(dǎo)致氫氣增大物質(zhì)的量小于混合氣體增大物質(zhì)的量，所以氫氣體積分?jǐn)?shù)減��；
故答案為：增大；減��；        
（3）CO（g）+H₂O（g）?CO₂+H₂（g）反應(yīng)是氣體體積不變的反應(yīng)；
A．反應(yīng)前后氣體體積不變，容器中壓強(qiáng)始終不變，不能說明反應(yīng)達(dá)到平衡，故A錯誤；　　　　　　
B．混合氣體中c（CO）濃度不變是平衡標(biāo)志，故B正確；
C． 反應(yīng)前后氣體質(zhì)量和體積不變，混合氣體密度始終不變，故C錯誤；　　　　　
D．反應(yīng)前后氣體物質(zhì)的量不變，質(zhì)量不變，混合氣體的相對分子質(zhì)量不變，不能說明反應(yīng)達(dá)到平衡狀態(tài)，故D錯誤；
故答案為：B；        　　
（4）根據(jù)反應(yīng)方程式計(jì)算，
       CO（g）+H₂O（g）?CO₂（g）+H₂（g）
起始：1.2mol  0.6mol       0         0  
轉(zhuǎn)化：0.4mol  0.4mol       0.4mol    0.4mol
平衡：0.8mol  0.2mol      0.4mol    0.4mol 
t₁時達(dá)到達(dá)到平衡狀態(tài)，平衡常數(shù)=

c(CO2)c(H2)

c(CO)c(H2O)

=

0.4 2 × 0.4 2

0.8 2 × 0.2 2

=1，
700℃測得c（H₂）=c（CO₂）=0.25mol?L^-1，c（H₂O）=0.5mol?L^-1，c（CO）=0.1mol?L^-1，濃度商Q=

0.25×0.25

0.1×0.5

=1.25＞K=1，說明反應(yīng)未達(dá)到平衡狀態(tài)，反應(yīng)逆向進(jìn)行，v_正 ＜v_逆，
故答案為：否；＜；
（5）根據(jù)反應(yīng)方程式計(jì)算，
       CO（g）+H₂O（g）?CO₂（g）+H₂（g）
起始：1.2mol  0.6mol       0         0  
轉(zhuǎn)化：0.4mol  0.4mol       0.4mol    0.4mol2
平衡：0.8mol  0.2mol      0.4mol    0.4mol 
t₁時達(dá)到達(dá)到平衡狀態(tài)，平衡常數(shù)=

c(CO2)c(H2)

c(CO)c(H2O)

=

0.4 2 × 0.4 2

0.8 2 × 0.2 2

=1：溫度升至T₂℃，上述反應(yīng)的平衡常數(shù)為0.64，說明升高溫度平衡向逆反應(yīng)方向移動，則正反應(yīng)放熱，即△H＜0，
故答案為：放熱．

點(diǎn)評：本題考查了化學(xué)反應(yīng)速率、化學(xué)平衡常數(shù)影響因素分析和計(jì)算應(yīng)用，平衡標(biāo)志的分析判斷方法，掌握基礎(chǔ)是關(guān)鍵，題目難度中等．