Question

1．（1）已知在一定温度下，各反应的平衡常数如下：
0.5C（s）+0.5CO₂（g）?CO（g），K₁
CO（g）+H₂O（g）?H₂（g）+CO₂（g），K₂
C（s）+H₂O（g）?CO（g）+H₂（g），K₃
则K₁、K₂、K₃之间的关系为K₂=$\frac{{K}_{3}}{{{K}^{2}}_{1}}$
（2）在一体积为1L密闭的容器中，通入一定量的 CO和H₂O（g），在850℃时发生如下反应：CO（g）+H₂O（g）?CO₂（g）+H₂（g）△H＜0，CO和H₂O浓度变化如图所示，则0～4 min的平均反应速率ν_（CO）=0.03 mol/（L•min），CO的转化率为60%；此时该反应的平衡常数为1 
（3）保持温度850℃时，若起始时加入的CO、H₂O、CO₂和H₂物质的量分别为0.1 mol、0.7 mol、0.3 mol和0.9 mol，则v （正）＜v（逆）（填“=”“＞”或“＜”），达到平衡时CO的体积分数为20%．

Answer 1

分析 （1）①0.5C（s）+0.5CO₂（g）?CO（g），K₁
②CO（g）+H₂O（g）?H₂（g）+CO₂（g），K₂
③C（s）+H₂O（g）?CO（g）+H₂（g），K₃
结合盖斯定律可知，③-①×2得到②；
（2）由图可知浓度的变化，则
       CO（g）+H₂O（g）?CO₂（g）+H₂（g）
开始  0.2           0.3            0               0
转化  0.12          0.12         0.12          0.12
平衡 0.08         0.18           0.12         0.12
结合v=$\frac{△c}{△t}$、转化率=$\frac{转化的量}{开始的量}$×100%、K为生成物浓度幂之积与反应物浓度幂之积的比计算；
（3）结合Qc与K的关系判断方向，再结合三段法计算．

解答 解：（1）①0.5C（s）+0.5CO₂（g）?CO（g），K₁
②CO（g）+H₂O（g）?H₂（g）+CO₂（g），K₂
③C（s）+H₂O（g）?CO（g）+H₂（g），K₃
结合盖斯定律可知，③-①×2得到②，则K₂=$\frac{{K}_{3}}{{{K}^{2}}_{1}}$，
故答案为：$\frac{{K}_{3}}{{{K}^{2}}_{1}}$；
（2）由图可知浓度的变化，则
       CO（g）+H₂O（g）?CO₂（g）+H₂（g）
开始  0.2           0.3            0               0
转化  0.12          0.12         0.12          0.12
平衡 0.08         0.18           0.12         0.12
则0～4 min的平均反应速率ν_（CO）=$\frac{0.12mol/L}{4min}$=0.03 mol/（L•min），
CO的转化率为$\frac{0.12}{0.2}$×100%=60%；
此时该反应的平衡常数为K=$\frac{0.12×0.12}{0.08×0.18}$=1，
故答案为：0.03；60%； 1；
（3）850℃时，若起始时加入的CO、H₂O、CO₂和H₂物质的量分别为0.1 mol、0.7 mol、0.3 mol和0.9 mol，
Qc=$\frac{0.3×0.9}{0.1×0.7}$=4.1＞K，则平衡逆向移动，v （正）＜v（逆），
设转化的氢气为x，则
        CO（g）+H₂O（g）?CO₂（g）+H₂（g）
开始  0.1           0.7              0.3         0.9
转化   x                x              x              x
平衡 0.1+x        0.7+x        0.3-x          0.9-x
则$\frac{（0.3-x）（0.9-x）}{（0.1+x）（0.7+x）}$=1，
解得x=0.1，
可知达到平衡时CO的体积分数为$\frac{0.2}{0.2+0.8+0.2+0.8}$×100%=20%，
故答案为：＜；20%．

点评 本题考查化学平衡的计算，为高频考点，把握化学平衡三段法、K的计算及图象分析为解答的关键，侧重分析与计算能力的考查，注意K只与温度有关及平衡移动方向的判断，题目难度不大．