Question

已知下列两个反应：

反应Ⅰ：CO2(g)＋H2(g) CO(g)＋H2O　ΔH1

反应Ⅱ：CO(g)＋H2O(g) CO2(g)＋H2(g)　ΔH2

(1)相同温度下，若上述反应Ⅰ的化学平衡常数为K1，反应Ⅱ的化学平衡常数为K2，那么K1·K2＝________。

(2)反应Ⅰ化学平衡常数K1和温度t的关系如下表一：

t/℃	700	800	850	1 000	1 200
K1	0.6	0.9	1.0	1.7	2.6

 

该反应的ΔH1__________0(选填“>”、“＝”或“<”)。

(3)某温度下，反应Ⅰ的化学平衡常数为2.25。在该温度下，向甲、乙、丙三个恒容密闭容器中通入CO2(g)和H2(g)，这两种物质的起始浓度如下表二：

起始浓度	甲	乙	丙
c(CO2)(mol/L)	0.01	0.02	0.02
c(H2)(mol/L)	0.01	0.01	0.02

 

反应速率最快的是________(填“甲”、“乙”或“丙”)，平衡时，H2转化率最大的是________(填“甲”、“乙”或“丙”)，丙中H2的转化率为________。

 

Answer 1

(1)1　(2)>　(3)丙　乙　60%

【解析】(1)反应Ⅰ和反应Ⅱ是一个反应，而且温度相同，只是表达方式有差别，反应Ⅰ的反应物是反应Ⅱ的生成物，故K1与K2互为倒数的关系。

(2)由表中温度与化学平衡常数的关系可知，温度越高，化学平衡常数(K)越大，即升高温度，平衡向正反应方向移动，故正反应为吸热反应，ΔH>0。

(3)丙中的CO2(g)和H2(g)起始浓度都最大，而反应温度相同，故丙中反应速率最大。甲、丙为等效平衡，而乙中CO2(g)的浓度大于H2(g)的浓度，故乙中H2转化率最大。

设丙中平衡时CO(g)的浓度为x mol/L，那么CO2(g)的浓度为(0.02 －x)mol/L，H2(g)的浓度为(0.02－x)mol/L，H2O(g)的浓度为x mol/L，

所以K＝x2/(0.02－x)2＝2.25，解得x＝0.012，

即H2(g)的浓度为0.008 mol/L，

故丙中H2的转化率为×100%＝60%。