Question

已知CO2（g）＋H2（g） CO（g）＋H2O（g）的平衡常数随温度变化如下表：

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

 

请回答下列问题：

（1）上述正向反应是________反应（选填“放热”或“吸热”）。

（2）能判断该反应达到化学平衡状态的依据是________。（填编号）

A．容器中压强不变

B．c（CO2）＝c（CO）

C．生成a mol CO2的同时消耗a mol H2

D．混合气体的平均相对分子质量不变

E．混合气体的密度不变

（3）在850 ℃发生上述反应，以表中的物质的量投入恒容反应器中，其中向正反应方向进行的有________（选填A、B、C、D、E）。

ABCDE

n（CO2）31011

n（H2）21012

n（CO）1230.53

n（H2O）52321

 

（4）在850 ℃时，可逆反应：CO2（g）＋H2（g） CO（g）＋H2O（g），在该容器内各物质的浓度变化如下：

时间 /min	CO2 （mol·L－1）	H2 （mol·L－1）	CO （mol·L－1）	H2O （mol·L－1）
0	0.200	0.300	0	0
2	0.138	0.238	0.062	0.062
3	c1	c2	c3	c3
4	c1	c2	c3	c3

 

则3 min～4 min平衡后c3＝________mol·L－1，CO2的转化率为________。

 

Answer 1

（1）放热　（2）C　（3）A　（4）0.12　60%

【解析】（1）由表可知温度升高，K减小，说明温度升高，平衡逆向进行，正反应为放热反应。（2）因为该反应为反应前后气体分子数不变的反应，所以压强不变，平均相对分子质量不变，均不能说明达到平衡状态，A、D错；选项B中CO2和CO的浓度相等，不能说明其浓度不再变化，故B错；生成CO2代表逆反应，消耗H2代表正反应，且比值等于反应方程式中的对应化学计量数之比，选项C正确；气体的质量不变且为恒容容器，所以气体密度不变不能说明达到平衡状态。（3）计算各组的浓度商：QA＝＜1　QB＝＞1　QD＝＝1　QE＝＞1

由浓度商QC＜K，反应正向进行推断，A项向正反应方向进行。

（4）850 ℃，K＝1，设CO2的转化量为x由

,CO2（g）,＋,H2（g）,??,CO（g）,＋,H2O（g）,起始浓度（mol·L－1）,0.2,,0.3,,0,,0,转化浓度（mol·L－1）,x,,x,,x,,x,平衡浓度（mol·L－1）,0.2－x,,0.3－x,,x,,x）

则平衡常数K＝＝1

所以x＝0.12，故c3＝0.12，

α（CO2）＝×100%＝60%。