Question

4．在一定体积的密闭容器中，进行如下化学反应：CO₂（g）+H₂（g）?CO（g）+H₂O（g），其化学平衡常数K和温度t的关系如表：

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）该反应为吸热反应（选填“吸热”、“放热”）．
（3）能说明该反应达到化学平衡状态的是bc．
a．容器中压强不变             b．混合气体中c（CO）不变   
c．υ_正（H₂）=υ_逆（H₂O）          d．c（CO₂）=c（CO）
（4）某温度下，平衡浓度符合下式：3c（CO₂）•c（H₂）=5c（CO）•c（H₂O），试判断此时的温度为700℃．
（5）830℃时，在1L密闭容器中分别投入lmolH₂和1molCO₂反应达到化学平街时，CO₂的转化率为50%；保持温度不变．在平衡体系中再充入1molH₂和1molCO₂重新达到化学平衡时，CO₂的平衡转化率不变（填“增大”“减小”或“不变”）．

Answer 1

分析 （1）化学平衡常数是指：一定温度下，可逆反应到达平衡时，生成物的浓度系数次幂之积与反应物的浓度系数次幂之积的比，固体、纯液体不需要在化学平衡常数中写出；
（2）由表中数据可知，随温度升高平衡常数增大，说明升高温度平衡正向移动；
（3）化学平衡状态的标志：正逆反应速率相等，各组分含量保持不变；
（4）某温度下，各物质的平衡浓度符合下式：3c（CO₂）•c（H₂）=5c（CO）•c（H₂O），则平衡常数K=0.6；
（5）结合平衡常数K=1和化学平衡三行计算列式得到，持温度不变．在平衡体系中再充入1molH₂和1molCO₂重新达到化学平衡相当于增大压强，反应前后气体物质的量不变，压强改变不改变平衡．

解答 解：（1）CO₂（g）+H₂（g）?CO（g）+H₂O（g）的化学平衡常数表达式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）由表中数据可知，随温度升高平衡常数增大，说明升高温度平衡正向移动，则正反应是吸热反应，
故答案为：吸热；
（3）a．反应是一个反应前后体积不变的反应，压强的改变不会要引起平衡移动，故a错误；
b．混合气体中c（CO）不变，说明正逆反应速率相等，故b正确；
c．υ_正（H₂）=υ_正（H₂O）=υ_逆（H₂O），达平衡状态，故c正确；
d．平衡时，两者的浓度不变，而不一定相等，故d错误；
故答案为：bc；
（4）某温度下，各物质的平衡浓度符合下式：3c（CO₂）•c（H₂）=5c（CO）•c（H₂O），则平衡常数K=$\frac{c（CO）c（{H}_{2}O）}{c（C{O}_{2}）c（{H}_{2}）}$=0.6，所处温度为700℃，
故答案为：700；
（5）反应前后气体物质的量不变，可以利用物质的量代替平衡浓度计算平衡常数，设二氧化碳消耗物质的量x，
                         CO₂（g）+H₂（g）?CO（g）+H₂O（g），
起始量（mol）   1              1                0               0
变化量（mol）  x              x                 x               x
平衡量（mol） 1-x          1-x                x             x
$\frac{{x}^{2}}{（1-x）^{2}}$=1
x=0.5
二氧化碳转化率=$\frac{0.5mol}{1mol}$×100%=50%，
保持温度不变．在平衡体系中再充入1molH₂和1molCO₂重新达到化学平衡相当于增大压强，反应前后气体物质的量不变，压强改变不改变平衡，CO₂的平衡转化率不变，
故答案为：50%；不变．

点评 本题考查学生化学平衡常数的含义和表达式的书写知识，平衡标志的分析判断，可以根据所学知识进行回答，题目难度不大．