Question

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)平衡常数随温度的变化如下表：

温度/℃	400	500	800
平衡常数K	9.94	9	1

 
试回答下列问题
（1）上述正向反应是              反应 （填“放热”或“吸热”）
（2）要使上述反应的逆反应速率增大且平衡正反应方向移动，下列措施不可行的有         
A、加入催化剂    B、增大CO的物质的量以提高体系的压强
C、降低温度       D、减小H₂的浓度
（3）向某密闭容器中充入2molCO和4molH₂O(g)，发生反应：CO(g)+H₂O(g)H₂(g)+CO₂(g)，当反应达平衡时，CO的体积分数为X，若维持容器的体积和温度不变，起始物质按下列四种配比充入该容器中，达到平衡时CO的体积分数不等于X的有         
A、1molCO(g)+4molH₂O+2molCO₂(g)+2molH₂(g)      B、2molCO(g)+2molH₂O+2molCO₂(g)+2molH₂(g)
C、1molCO(g)+3molH₂O+0.8molCO₂(g)+0.8molH₂(g)   D、1molCO(g)+3molH₂O+1molCO₂(g)+1molH₂(g)
（4）若反应在800℃时进行，设起始CO和H₂O(g)共为5mol，水蒸气的体积分数为X；平衡时CO的转化率为y，则y随x变化的函数关系式为y=         
（5）在VL密闭容器中通入10mol CO和10mol水蒸气，在T℃达到平衡，然后急速通过碱石灰，将所得混合气体燃烧，测得放出的热量为2845KJ（已知CO燃烧热为283KJ/mol，H2燃烧热为286KJ/mol），则T℃平衡常数K=             ，T=         K（0℃时T=273K）

Answer 1

（10分）（每空2分）（1）放热（2）ACD（3）BC（4）x（5）1      1073

试题分析：（1）由表可知，温度越高，平衡常数越小，反应进行程度越小，平衡向逆反应移动，升高温度平衡向吸热方向移动，故正反应为放热反应；（2）A.加入催化剂只改变反应速率不改变化学平衡，错误；B.增大CO的物质的量以提高体系的压强，CO（g）+H₂O（g）?H₂（g）+CO₂（g）反应是气体物质的量不变的反应，增大一氧化碳物质的量平衡正向进行，容器内气体物质的量增大，压强增大，正确；C.反应是放热反应，降温，速率减小平衡正向进行，错误；D.减小氢气浓度，平衡正向进行，但速率减小，错误．（3）向某密闭容器中充入2molCO和4molH₂O（g），CO（g）+H₂O（g）?H₂（g）+CO₂（g），当反应达平衡时，CO的体积分数为X；A.采用极限分析法，1molCO（g）+4molH₂O+2molCO₂（g）+2molH₂（g），假如反应完全转化为CO和H₂O物质的量为：3mol：6mol=1：2，反应前后气体体积不变，平衡相同，CO的体积分数为x，不符合；B.采用极限分析法，2molCO（g）+2molH₂O+2molCO₂（g）+2molH₂（g），假如反应完全转化为CO和H₂O物质的量为：3mol：3mol=1：1，反应前后气体体积不变，平衡正向进行，CO的体积分数大于x，符合；C.采用极限分析法，1molCO（g）+3molH₂O+0.8molCO₂（g）+0.8molH₂（g），假如反应完全转化为CO和H₂O物质的量为：1.8mol：3.8mol=9：19，反应前后气体体积不变，平衡正向进行，CO的体积分数小于x，符合；D.采用极限分析法，1molCO（g）+3molH₂O+1molCO₂（g）+1molH₂（g），假如反应完全转化为CO和H₂O物质的量为2mol：4mol=1：2，当反应达到平衡时，CO的体积分数为x．不符合．
（4）因800℃时反应平衡常数为1．
CO（g）+  H₂O（g）?    H₂（g）+  CO₂（g），
起始：5（1-x）     5x           0          0
转化：5（1-x）y    5（1-x）y   5（1-x）y   5（1-x）y
平衡：5（1-x）（1-y）5（x-y+xy） 5（1-x）y   5（1-x）y
所以平衡常数k===1，解得y=x；（5）由方程式CO（g）+H₂O（g）?H₂（g）+CO₂（g）可知，有1molCO反应则生成1molH₂，开始通入10molCO，所以平衡时，CO、H₂的物质的量共为10mol．则平均燃烧热为=284.5kJ/mol，利用平均值法计算CO、H₂的物质的量之比，设CO、H₂物质的量为x、y；x+y=10     283x+286y=2845    计算得到x=y=5mol；
利用三段式法求出平衡时各组分的物质的量，
CO（g）+H₂O（g）?H₂（g）+CO₂（g），
起始：10mol    10mol      0       0
转化：5mol     5 mol      5mol    5mol
平衡：5mol     5mol      5mol    5mol
所以常数平衡常数为K==1；图表分析可知温度为800°C，T=273+800=1073K.