Question

19．在一定体积的密闭容器中，进行如下化学反应：CO（g）+H₂O（g）?CO₂（g）+H₂（g），其化学平衡常数K和温度t的关系如表：

t℃	700	800	830	1000	1200
K	1.7	1.1	1.0	0.6	0.4

回答下列问题：
（1）该反应的化学平衡常数表达式为K=$\frac{{（CO）•（{H_2}）}}{{（CO）•（{H_2}O）}}$，该反应为放热反应（填吸热或放热）．
若改变条件使平衡向正反应方向移动，则平衡常数③（填序号）
①一定不变    ②一定减小     ③可能增大     ④增大、减小、不变皆有可能
（2）能判断该反应是否达到化学平衡状态的依据是bc
a．容器中压强不变        b．混合气体中c（CO）不变
c．v_逆（H₂）=v_正（H₂O）        d．c（CO）=c（CO₂）
（3）将不同量的CO （g） 和H₂O （g） 分别通入到体积为2L的恒容密闭容器中，进行反应 CO （g）+H₂O （g）?CO₂（g）+H₂（g），得到如表三组数据：

实验组	温度/℃	起始量/mol		平衡量/mol		达到平衡所需时间/min
		H2O	CO	CO2	CO
A	650	2	4	1.6	2.4	5
B	900	1	2	0.4	1.6	3
C	900	a	b	c	d	t

①通过计算可知，CO的转化率实验A大于 实验B（填“大于”、“等于”或“小于”），该反应的正反应为放（填“吸”或“放”）热反应．
②若实验C要达到与实验B相同的平衡状态，则a、b应满足的关系是b=2a（用含a、b的数学式表示）．

Answer 1

分析 （1）CO（g）+H₂O（g）?CO₂（g）+H₂（g），反应的平衡常数K=$\frac{生成物平衡浓度幂次方乘积}{反应物平衡浓度幂次方乘积}$；平衡常数随温度升高减小，说明升温平衡逆向进行；若改变条件使平衡向正反应方向移动，平衡常数不一定变化，平衡常数只随温度变化；
（2）根据化学平衡状态的特征解答，当反应达到平衡状态时，正逆反应速率相等，各物质的浓度、百分含量不变，以及由此衍生的一些量也不发生变化，解题时要注意，选择判断的物理量，随着反应的进行发生变化，当该物理量由变化到定值时，说明可逆反应到达平衡状态；
（3）①实验A中CO的转化率为$\frac{4mol-2.4mol}{4mol}$×100%=40%，实验B中CO的转化率为$\frac{2mol-1.6mol}{2mol}$×100%=20%，利用转化率与消耗量和起始量的关系计算并判断反应热；
②从等效平衡的角度分析，若实验C要达到与实验B等效的平衡状态，则所加入物质的物质的量之比等于初始原料的配比数．

解答 解：（1）CO（g）+H₂O（g）?CO₂（g）+H₂（g），K=$\frac{{（CO）•（{H_2}）}}{{（CO）•（{H_2}O）}}$，平衡常数随温度升高减小，说明升温平衡逆向进行，逆反应为吸热反应，正反应为放热反应，若改变条件使平衡向正反应方向移动，则平衡常数不一定变化，平衡常数只随温度变化，浓度变化不影响平衡常数，则平衡向正反应方向移动可能增大，
故答案为：$\frac{{（CO）•（{H_2}）}}{{（CO）•（{H_2}O）}}$； 放热；③；
（2）a、容器中压强始终不变，不能说明反应达到平衡状态，故a错误；
b、混合气体中c（CO）不变，是平衡的标志，故b正确；
c、v_正（H₂）=v_正（H₂O）=v_逆（H₂O），正逆反应速率相等，但不为0，能说明反应达到平衡状态，故c正确；
d、c（CO₂）=c（CO）可能是平衡状态，也可能不是，与各物质的初始浓度及转化率有关，故d错误；
故答案为：b c；
（3）①实验A中CO的转化率为$\frac{4mol-2.4mol}{4mol}$×100%=40%，实验B中CO的转化率为$\frac{2mol-1.6mol}{2mol}$×100%=20%，则实验A的转化率大于实验B，
则说明温度升高平衡向逆反应方向移动，该反应放热，故答案为：大于；放；
②若实验C要达到与实验B等效的平衡状态，则所加入物质的物质的量之比等于初始原料的配比数，即b=2a，故答案为：b=2a．

点评 本题考查化学平衡常数的应用、化学平衡移动，等效平衡的分析判断，掌握化学平衡常数的书写与应用和平衡移动原理是解题关键，题目难度中等．