Question

19．煤化工中常需研究不同温度下平衡常数、投料比及热值等问题．
已知：CO（g）+H₂O（g）?H₂（g）+CO₂（g）的平衡常数随温度的变化如表：

温度℃	400	500	830	1 000
平衡常数K	10	9	1	0.6

试回答下列问题
（1）某温度下，上述反应达到平衡后，保持容器体积不变降低温度，平衡正向移动（填“正向移动”、“逆向移动”或“不移动”）．
（2）在恒容绝热容器中，下列描述中能说明上述反应已达到平衡的是C
A、容器内混合气体分子总数不再发生变化    
B、容器内混合气体的密度不再变化
C、$\frac{c（C{O}_{2}）•c（{H}_{2}）}{c（CO）•c（{H}_{2}O）}$不再变化                 
D、单位时间内消耗18g H₂O同时生成1mol CO₂
（3）830℃时，在恒容密闭容器中发生上述反应，按表中的物质的量投入反应混合物，其中向正反应方向进行的有AD（选填字母序号）．

	A	B	C	D
n（CO2）/mol	0	1	3	1
n（H2）/mol	0	2	2	1
n（CO）/mol	3	0.5	1	2
n（H2O）/mol	3	2	5	2

（4）830℃时，在2L的密闭容器中加入4mol CO（g）和4mol H₂O（g），2min达到平衡时，CO的转化率为50%，用CO表示的平均反应速率为0.5mol/（L•min）．

Answer 1

分析 （1）根据平衡常数随温度的变化表得出，温度越低，平衡常数越大，据此分析；
（2）化学反应达到化学平衡状态时，正逆反应速率相等，且不等于0，各物质的浓度不再发生变化，由此衍生的一些物理量不发生变化，以此进行判断；
（3）根据830℃时，平衡常数k=1，依据浓度计算和平衡常数比较判断；
（4）依据平衡三段式列式计算反应的一氧化碳，根据转化率=$\frac{转化量}{总量}$×100%，v=$\frac{△c}{△t}$计算得到．

解答 解：（1）由平衡常数随温度的变化表得出，温度越低，平衡常数越大，则降低温度，平衡正向移动，故答案为：正向移动；
（2）A、反应前后气体的体积不变，故容器内混合气体分子总数不再发生变化不能作为判断是否达到化学平衡状态的依据，故A错误；    
B、密度=$\frac{总质量}{体积}$，总质量不变，体积不变，故混合气体的密度不再改变不能作为判断是否达到平衡状态的依据，故B错误；
C、K=$\frac{c（C{O}_{2}）•c（{H}_{2}）}{c（CO）•c（{H}_{2}O）}$仅与温度有关，又恒容绝热容器，所以$\frac{c（C{O}_{2}）•c（{H}_{2}）}{c（CO）•c（{H}_{2}O）}$不再变化即温度不变可作为判断是否达到平衡状态的依据，故C正确；                 
D、单位时间内消耗18g H₂O即1mol同时生成1mol CO₂，都是指正反应方向，不能作为判断是否达到平衡状态的依据，故D错误；
故选C；
（3）根据830℃时，平衡常数k=1计算；
A、只有反应物，反应向正反应方向移动，故A正确；
B、Q=$\frac{1×2}{0.5×2}$＞1，反应向逆反应方向移动，故B错误；
C、Q=$\frac{2×3}{5×1}$＞1，反应向逆反应方向移动，故C错误；
D、Q=$\frac{1×1}{2×2}$=$\frac{1}{4}$＜1，反应向正反应方向移动，故D正确；
故答案为：AD；
（4）830℃时，在2L的密闭容器中加入4molCO（g）和4molH₂O（g）达到平衡时，设一氧化碳转化物质的量为x，依据平衡三段式列式得到
                 CO（g）+H₂O（g）?H₂（g）+CO₂（g）
起始量（mol）    4       4         0       0
变化量（mol）   x        x        x        x
平衡量（mol）  4-x      4-x       x        x
平衡常数K=$\frac{x{\;}^{2}}{（4-x）（4-x）}$=1，解得x=2mol
CO的转化率=$\frac{2mol}{4mol}$×100%=50%，v（CO）=$\frac{△c}{△t}$=$\frac{\frac{2mol}{2L}}{2min}$=0.5mol/（L•min）；
故答案为：50%；0.5mol/（L•min）．

点评 本题考查化学平衡状态的判断、移动原理及其平衡常数的分析判断，题目难度不大，要注意把握平衡状态的特征．