Question

2．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	1000	1200
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$\frac{1}{3}$．
（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CO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）在830℃达平衡后在其容器中分别仅充入1mol CO₂ 和1molCO后，该反应的v_正小于 v_逆（（填“大于”“小于”“等于”），平衡向逆方向移动．

Answer 1

分析 （1）化学平衡常数K等于生成物浓度幂之积与反应物浓度幂之积的比；
（2）若反应在830℃下达到平衡，该反应平衡常数K=1.0，该反应中各物质计量数相等且反应前后气体计量数之和不变，该反应化学平衡常数也等于平衡时生成物物质的量之积与反应物物质的量之积的比，
   设参加反应的二氧化碳物质的量为xmol，
      CO₂（g）+H₂（g）?CO（g）+H₂O（g），
开始（mol）2    1       0       0
反应（mol）x     x       x       x
平衡（mol）2-x   1-x     x       x
化学平衡常数K=$\frac{x．x}{（2-x）．（1-x）}$=1.0，
x=$\frac{2}{3}$，二氧化碳转化率=$\frac{参加反应的二氧化碳物质的量}{二氧化碳总物质的量}$×100%；
（3）根据表中数据知，升高温度，平衡常数增大，则该反应的正反应是吸热反应；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，说明平衡正向移动；
（4）温度不变，化学平衡常数不变，根据浓度商与化学平衡常数相对大小确定反应方向，从而确定正逆反应速率相对大小．

解答 解：（1）化学平衡常数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）若反应在830℃下达到平衡，该反应平衡常数K=1.0，该反应中各物质计量数相等且反应前后气体计量数之和不变，该反应化学平衡常数也等于平衡时生成物物质的量之积与反应物物质的量之积的比，
   设参加反应的二氧化碳物质的量为xmol，
      CO₂（g）+H₂（g）?CO（g）+H₂O（g），
开始（mol）2    1       0       0
反应（mol）x     x       x       x
平衡（mol）2-x   1-x     x       x
化学平衡常数K=$\frac{x．x}{（2-x）．（1-x）}$=1.0，
x=$\frac{2}{3}$，二氧化碳转化率=$\frac{参加反应的二氧化碳物质的量}{二氧化碳总物质的量}$×100%=$\frac{\frac{2}{3}mol}{2mol}$=$\frac{1}{3}$，
故答案为：$\frac{1}{3}$；
（3）根据表中数据知，升高温度，平衡常数增大，则该反应的正反应是吸热反应；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，说明平衡正向移动，则容器内温度升高，故答案为：升高；
（4）温度不变，化学平衡常数不变，加入1mol CO₂ 和1molCO后浓度商=$\frac{（\frac{2}{3}+1）.\frac{2}{3}}{（3-\frac{2}{3}）（1-\frac{2}{3}）}$=$\frac{10}{7}$＞1，则平衡向逆反应方向移动，反应速率v_正小于 v_逆，故答案为：小于；逆．

点评 本题考查化学平衡有关计算，为高频考点，把握三段式解题方法是解本题关键，难点是（4）题判断平衡移动方向，题目难度不大．