Question

7．在一定体积的密闭容器中进行某化学反应，其平衡常数表达式为K=$\frac{c（CO）•c（{H}_{2}O）}{c（C{O}_{2}）•c（{H}_{2}）}$．
化学平衡常数K和温度t的关系如下表：

t℃	700	800	830	1000	1200
K	0.6	0.9	1.0	1.7	2.6

回答下列问题：
（1）该反应的化学方程式为CO₂（g）+H₂（g）?CO（g）+H₂O（g）．
（2）该反应为吸热反应（填“吸热”或“放热”）．
（3）能判断该反应是否达到化学平衡状态的依据是BC（多选扣分）．
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：c（CO₂）•c（H₂）=c（CO）•c（H₂O），试判断此时的温度为830℃．
（5）某温度下，将CO和水蒸气各1mol置于体积为1L的密闭容器中反应，达到平衡后测得CO₂为0.5mol，再通入4mol水蒸气，达到新的平衡后CO₂的物质的量等于$\frac{5}{6}$mol．

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，升高温度平衡向吸热反应方向移动；
（3）可逆反应到达平衡时，同种物质的正逆速率相等且保持不变，各组分的浓度、含量保持不变，由此衍生的其它一些量不变，判断平衡的物理量应随反应进行发生变化，该物理量由变化到不再变化说明到达平衡；
（4）平衡浓度符合下式：c（CO₂）•c（H₂）=c（CO）•c（H₂O），则平衡常数K=1；
（5）计算该温度下平衡常数，再通入4mol水蒸气，等效为开始通入1molCO、5mol水蒸汽到达的平衡，令平衡时CO₂的物质的量为xmol，表示出平衡时各组分物质的量，再根据平衡常数列方程计算．

解答 解：（1）平衡常数表达式为K=$\frac{c（CO）•c（{H}_{2}O）}{c（C{O}_{2}）•c（{H}_{2}）}$，则反应方程式为：CO₂（g）+H₂（g）?CO（g）+H₂O（g），
故答案为：CO₂（g）+H₂（g）?CO（g）+H₂O（g）；
（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，升高温度平衡向吸热反应方向移动，则正反应为吸热反应，
故答案为：吸热；
（3）A．溶液前后气体物质的量不变，恒温恒容下，容器中压强始终不变，故A错误；
B．混合气体中 c（CO）不变，说明反应到达平衡，故B正确；
C．υ_正（H₂）=υ_逆（H₂O）说明水的生成速率与消耗速率相等，反应到达平衡，故C正确；
D．平衡时CO₂、CO浓度与二氧化碳转化率有关，平衡时不一定相等，故D错误，
故选：BC；
（4）某温度下，平衡浓度符合下式：c（CO₂）•c（H₂）=c（CO）•c（H₂O），则平衡常数K=1，此时的温度为830℃，
故答案为：830；
（5）某温度下，将CO和水蒸气各1mol置于体积为1L的密闭容器中反应，达到平衡后测得CO₂为0.5mol，则生成氢气为0.5mol，该温度下平衡常数K=$\frac{0.5×0.5}{0.5×0.5}$=1，再通入4mol水蒸气，等效为开始通入1molCO、5mol水蒸汽到达的平衡，令平衡时CO₂的物质的量为xmol，则：
           CO（g）+H₂O（g）?CO₂（g）+H₂（g）
起始量（mol）：1      5        0       0
变化量（mol）：x     x        x       x
平衡量（mol）：1-x    5-x      x       x
所以$\frac{x×x}{（1-x）×（5-x）}$=1，解得x=$\frac{5}{6}$
故答案为：$\frac{5}{6}$．

点评 本题考查学生化学平衡常数及其应用、平衡状态判断等，关键是对平衡常数的理解掌握，注意判断平衡的物理量应随反应进行发生变化，该物理量由变化到不再变化说明到达平衡．