Question

15．將不同量的CO（g）和H₂O（g）分別通入到體積為2L的恒容密閉容器中，進行反應CO（g）+H₂O（g）?CO₂（g）+H₂（g），得到如下數據：

實驗組	溫度℃	起始量/mol		平衡量/mol		達到平衡所需時 間/min
		CO	H2O	H2	CO
1	650	4	2	1.6	2.4	6
2	900	2	1	0.4	1.6	3

①實驗1條件下平衡常數K=2.67（取小數二位，下同）．
②實驗3，若900℃時，在此容器中加入10molCO，5molH₂O，2molCO₂，5molH₂，則此時V正＜V逆 （填“＜”，“＞”，“=”）

Answer 1

分析 ①對于實驗1：CO（g）+H₂O（g）?CO₂（g）+H₂（g）
起始（mol）  4                2               0              0
轉化（mol） 1.6              1.6            1.6           1.6
平衡（mol） 2.4               0.4           1.6           1.6
且體積為2L，計算各物質的濃度，可計算平衡常數；
②可由實驗2計算900℃時的平衡常數，計算實驗3的生成物與反應物的濃度冪之積，與平衡常數相比較，可判斷反應進行的方向，進而比較反應速率大小．

解答 解：①對于實驗1：CO（g）+H₂O（g）?CO₂（g）+H₂（g）
起始（mol）  4                2               0              0
轉化（mol） 1.6              1.6            1.6           1.6
平衡（mol） 2.4               0.4           1.6           1.6
平衡濃度：1.2mol/L       0.2mol/L   0.8mol/L   0.8mol/L
則K=$\frac{0.8×0.8}{1.2×0.2}$=2.67，
故答案為：2.67；
②對于實驗2：CO（g）+H₂O（g）?CO₂（g）+H₂（g）
起始（mol）  2                 1                0              0
轉化（mol） 0.4              0.4            0.4            0.4
平衡（mol） 1.6               0.6           0.4            0.4
平衡濃度：0.8mol/L      0.3mol/L    0.2mol/L   0.2mol/L
則900℃時的平衡常數K=$\frac{0.2×0.2}{0.8×0.3}$=0.167，
若900℃時，在此容器中加入10molCO，5molH₂O，2molCO₂，5molH₂，濃度分別為5mol/L、2.5mol/L、1mol/L、2.5mol/L，
則有$\frac{1×2.5}{5×2.5}$=0.2＞0.167，則平衡逆向移動，正反應速率小于逆反應速率，
故答案為：＜．

點評 本題考查化學平衡常數的應用、化學平衡移動等知識，為高頻考點，側重考查學生的分析能力和計算能力，掌握化學平衡常數的書寫與應用和平衡移動原理是解題關鍵，題目難度中等．