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【题目】煤化工中常需研究不同温度下平衡常数、投料比等问题。

已知:CO(g)+H2O(g)H2(g)+CO2(g)平衡常数K随温度的变化如下表:

温度/

400

500

800

平衡常数K

9.94

9

1

回答下列问题

(1)该反应的平衡常数表达式K= H 0(填“<”、“>”、“=”)

(2)已知在一定温度下,C(s)+CO2(g)2CO(g)平衡常数K1

C(s)+H2O(g)H2(g)+CO(g)平衡常数K2

则K、K1、K2,之间的关系是

(3)800时,向一个10L的恒容反应器中充入0.40molCO和1.60mol水蒸气,经一段时 间后反应达到平衡,此时CO的转化率为 ;若保持其他条件不变,向平衡体系中再通入0.10molCO和0.40mol CO2,此时v v (填“>”、“=”或“<”).

【答案】(1)K = (2)K= (3) 80% =

【解析】

试题分析:(1)根据化学方程式可知,该反应的平衡常数表达式为K =;由于随着温度的升高,由于随着温度的升高,平衡常数减小,说明平衡逆向移动,因此该反应是放热反应,H<0;

(2)CO(g)+H2O(g)H2(g)+CO2(g) K

C(s)+CO2(g)2CO(g) K1

C(s)+H2O(g)H2(g)+CO(g) K2

由于三个方程式的关系是:=,根据盖斯定律可知,K=

(3)由题意可知,当温度为800,CO与水蒸气反应的平衡常数K=1,据此进行计算:

CO(g)+H2O(g)H2(g)+CO2(g)

起始浓度(mol/L 0.04 0.16 0 0

转化浓度(mol/L x x x x

平衡浓度(mol/L 0.04-x 0.16-x x x

K==1

解得:x=0.032 mol/L,即CO转化了0.32mol,CO的转化率为:0.32/0.4=80%;

平衡时,各物质的浓度分别为:

CO(g)+H2O(g)H2(g)+CO2(g)

0.008 0.128 0.032 0.032

若保持其他条件不变,向平衡体系中再通入0.10molCO和0.40mol CO2通入的瞬间,各物质的浓度为:

CO(g)+H2O(g)H2(g)+CO2(g)

0.018 0.128 0.032 0.072

浓度熵Q==1=K,因此平衡不移动,故v=v

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(3)D、E、F、K四元素的最高价氧化物对应水化物,按碱性依次减弱顺序排列为(写化学式)____

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1850℃时,COH2O浓度变化如下左图,则 04min的平均反应速率vCO2 _ mol·L-1·min-1

2t1时,在相同容器中发生上述反应,各物质的浓度变化如右上表:

计算t1该反应的平衡常数为K =

t1时,反应在5min6min间,平衡 移动填向左、向右或不 ,若在第5分钟改变一种条件达到第6分钟的浓度,改变的条件是

3t2时,化学反应CO g + H2O g CO2 g + H2 g的平衡浓度符合cCO2·cH22 cCO·cH2O,则t2 850℃, 判断依据是:

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