Question

12．试运用所学知识，研究CO等气体的性质，请回答：
（1）生产水煤气过程中有以下反应：
①C（s）+CO_2（g）?2CO（g）△H₁；
②CO（g）+H₂O（g）?H_2（g）+CO₂（g）△H₂；
③C（s）+H₂O（g）?CO（g）+H₂（g）△H₃；
反应③的平衡常数表达式为K=$\frac{c（CO）c（{H}_{2}）}{c（{H}_{2}O）}$；上述反应中△H₁、△H₂、△H₃之间的关系为△H₁+△H₂═△H₃或△H₂═△H₃-△H₁，或△H₁═△H₃-△H₂．
（2）不同温度下反应②的平衡常数如表所示．则△H₂＜ 0（填“＜”“＞”）；

温度/℃	400	500	800
平衡常数K	9.94	9	1

在500℃时，把等物质的量浓度的CO和H₂O（g）充入反应容器，达到平衡时c（CO）=0.005mol/L、c（H₂）=0.015mo/L，则CO的平衡转化率为75%．
（3）对于反应2NO₂（g）?N₂O₄（g）△H＜0，当温度为T₁、T₂时，平衡体系N₂O₄的体积分数随压强变化曲线如图所示．则T₁＜T₂（填“＞”或“＜”）；增大压强，平衡向正反应方向反应方向移动；B、C两点的平衡常数B＞C（填“＞”或“＜”）．

Answer 1

分析 （1）平衡常数等于生成物平衡浓度幂次方乘积除以反应物平衡浓度幂次方乘积，反应焓变关系可以利用盖斯定律分析得到关系，根据方程式之间的关系结合盖斯定律确定焓变关系；
（2）升高温度，平衡向吸热反应方向移动，根据移动方向和平衡常数的关系判断反应热；根据平衡常数计算反应的CO的物质的量浓度，再结合转化率公式计算一氧化碳的转化率；
（3）根据温度、压强对该反应的影响分析，化学平衡常数只与温度有关．

解答 解：（1）平衡常数等于生成物平衡浓度幂次方乘积除以反应物平衡浓度幂次方乘积，平衡常数表达式为K=$\frac{c（CO）c（{H}_{2}）}{c（{H}_{2}O）}$，将方程式①+②得③，所以其焓变得△H₁+△H₂═△H₃（或△H₂═△H₃-△H₁，或△H₁═△H₃-△H₂，
故答案为：$\frac{c（CO）c（{H}_{2}）}{c（{H}_{2}O）}$；△H₁+△H₂═△H₃或△H₂═△H₃-△H₁，或△H₁═△H₃-△H₂；
（2）根据表中数据知，升高温度，化学平衡常数减小，说明平衡向逆反应方向移动，则正反应是放热反应，△H₂＜0，根据反应方程式中各物质的关系式知，平衡时，c（CO）=0.005mol/L、c（H₂）=0.015mo/L，
参加反应的c（CO）=c（H₂）=0.015mo/L，一氧化碳的转化率=$\frac{0.015mol/L}{0.005mol/L+0.015mol/L}$×100%=75%，
故答案为：＜；75%；
（3）该反应的正反应是放热反应，相同压强下，由C到A，四氧化二氮的体积分数增大，平衡向正反应方向移动，说明温度降低，则T₁＜T₂；该反应的正反应是气体体积减小的可逆反应，增大压强，平衡向正反应方向移动，温度越高，平衡常数越小，所以B＞C，
故答案为：＜；正反应方向；＞．

点评 本题考查了外界条件对化学平衡移动的影响、盖斯定律等知识点，这些知识点都是考试热点，会根据反应方程式特点及外界条件来分析解答，难度中等．