Question

实施以减少能源浪费和降低废气排放为基本内容的节能减排政策，是应对全球气候问题、建设资源节约型、环境友好型社会的必然选择．化工行业的发展必须符合国家节能减排的总体要求．试运用所学知识，解决下列问题：
（1）已知某反应的化学平衡常数表达式为：K=

c(H2)c(CO)

c(H2O)

，该条件下每消耗3g水蒸气，需吸收22kJ的热量，则该反应的热化学方程式为：

 

（2）已知在一定温度下，C（s）+CO₂（g）?2CO（g）平衡常数K₁；CO（g）+H₂O（g）?H₂（g）+CO₂（g）平衡常数K₂；C（s）+H₂O（g）?CO（g）+H₂（g）  平衡常数K₃；则K₁、K₂、K₃之间的关系是：

 

．
（3）煤化工通常通过研究不同温度下平衡常数以解决各种实际问题．已知等体积的一氧化碳和水蒸气进入反应器时，会发生如下反应：CO（g）+H₂O（g）?H₂（g）+CO₂（g），
该反应平衡常数随温度的变化如下表所示：

温度/℃	400	500	800
平衡常数K	9.94	9	1

该反应的正反应方向是

 

反应（填“吸热”或“放热”），若在800℃时进行，设起始时CO和H₂O的起始浓度均为0.020mol/L，在该条件下，CO的平衡转化率  为：

 

．

Answer 1

考点：化学平衡常数的含义,热化学方程式,化学平衡的计算

专题：化学反应中的能量变化,化学平衡专题

分析：（1）根据平衡常数的定义判断反应的方程式；
（2）根据平衡常数的表达式推断；
（3）温度升高K值减小，所以正反应为放热反应；令CO的浓度变化为c，用三段式表示出各物质变化的浓度、平衡时的浓度，再根据平衡常数计算．

解答： 解：（1）平衡常数为生成物的浓度幂之积除以反应物的浓度幂之积，平衡常数中，分子为生成物，分母为反应物，再结合质量守恒定律，所以该反应的方程式为
C（s）+H₂O（g）?CO（g）+H₂（g）；
故答案为：C（s）+H₂O（g）?CO（g）+H₂（g）；
（2）根据化学方程式可知：K₁=

c2(CO)

c(CO2)

，K₂=

c(H2)c(CO2)

c(CO)c(H2O)

，K₃=

c(CO)c(H2)

c(H2O)

，所以：K₃=K₁×K；
故答案为：K₃=K₁×K₂；
（3）温度升高K值减小，所以正反应为放热反应，
对于反应 CO（g）+H₂O（g）?H₂（g）+CO₂（g），
开始（mol/L）：0.02 0.02 0 0
变化（mol/L）：c c c c
平衡（mol/L）：0.02-c 0.02-c c c
所以

c×c

(0.02-c)(0.02-c)

=9，解得c=0.015，
所以CO的转化率为

0.015mol/L

0.02mol/L

×100%=75%．
故答案为：放热；75%．

点评：本题考查化学平衡常数、平衡移动相关计算等，题目较为综合，涉及多方面的知识，难度中等，注意把握等效平衡的解题应用．