Question

【题目】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

【答案】
（1）放热
（2）A,C,D
（3）B,C
（4）x
（5）1；1073
【解析】解答：（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，所以答案是：放热；（2）A、加入催化剂只改变反应速率不改变化学平衡，故A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，故B正确；C、反应是放热反应，降温，速率减小平衡正向进行，故C错误；D、减小氢气浓度，平衡正向进行，但速率减小，故D错误；故选ACD．（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，故A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，故B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，故C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．故D不符合；故选BC．（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，
所以答案是：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
所以答案是：1；1073；
分析：本题考查了化学平衡的影响因素分析，等效平衡的应用判断，极值转化是解题的关键，平衡常数只受温度影响，同一反应温度不变，平衡常数不变．
【考点精析】通过灵活运用化学平衡常数的含义和化学平衡状态本质及特征，掌握指在一定条件下的可逆反应里，正反应和逆反应的速率相等，反应混合物中各组分的浓度不变的状态；化学平衡状态的特征：“等”即 V正=V逆>0；“动”即是动态平衡，平衡时反应仍在进行；“定”即反应混合物中各组分百分含量不变；“变”即条件改变，平衡被打破，并在新的条件下建立新的化学平衡；与途径无关，外界条件不变，可逆反应无论是从正反应开始，还是从逆反应开始，都可建立同一平衡状态（等效）即可以解答此题．