Question

已知工业制造氢气的反应为CO（g）+H₂O （g）═CO₂（g）+H₂（g）△H．在500℃时平衡常数K=9，400℃时的平衡常数K＞9，若在2L的密闭容器中CO和水蒸气的起始浓度都是0.1mol?L^-1 ，反应在10min时达到平衡状态．
（1）增加H₂O（g）的浓度，CO的转化率将

 

（填“增大”、“减小”或“不变”）．
（2）平衡常数的表达式K=

 

．400℃时平衡常数K

 

（填“＞”、“＜”或“=”）0．
（3）500℃10min内v（H₂O）=

 

，在此过程中体系的能量将

 

（填“增大”或“减少”）；
（4）一定条件下，恒容密闭容器中，能表示上述反应的化学平衡状态的是

 

（填字母序号）
A．v_逆（CO）=v_正（H₂O）
B．v_正（H₂O）=v_正（H₂）
C．混合气体的密度保持不变
D．c（CO₂）：c（H₂）=1：1．

Answer 1

考点：化学平衡的计算,化学平衡的影响因素,化学平衡状态的判断

专题：

分析：（1）增大反应物H₂O（g）的浓度，平衡正向移动，CO的转化率增大；
（2）化学平衡常数是用生成物浓度的幂次方除以反应物浓度的幂次方，从500℃时平衡常数K=9，400℃时的平衡常数K＞9，则降温平衡向正反应方向移动；
（3）根据500℃K=9，结合10min内v（H₂O）=

△c

△t

进行计算，根据△H＞0，反应向正反应方向进行判断能量变化；
（4）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．

解答： 解：（1）增大反应物H₂O（g）的浓度，平衡正向移动，CO的转化率增大，故答案为：增大；
（2）化学平衡常数是用生成物浓度的幂次方除以反应物浓度的幂次方，所以，K=

[CO 2]?[H 2]

[CO]?[H 2O]

；从500℃时平衡常数K=9，400℃时的平衡常数K＞9，则降温平衡向正反应方向移动，则△H＞0，故答案为：

[CO 2]?[H 2]

[CO]?[H 2O]

；＞；
（3）500℃10min内达到平衡状态，则设消耗H₂O的物质的量为xmol，所以
有  CO（g）+H₂O （g）═CO₂（g）+H₂（g）△H
开始 0.1    0.1        0       0
转化  x      x         x       x
平衡0.1-x   0.1-x      x       x
K=

x×x

(0.1-x)×(0.1-x)

=9，解得x=0.075mol，所以10min内v（H₂O）=

0.075mol 2L

10min

=0.00375mol/（L?min），根据△H＞0，反应向正反应方向进行，则此过程中体系的能量将增大；故答案为：0.00375mol/（L?min），增大；
（4）A、根据反应速率之比等于系数之比，所以v_逆（CO）=v_逆（H₂O）=v_正（H₂O），能说明到达平衡状态，故A正确；
B、都是指的正反应速率，不能说明到达平衡状态，故B错误；
C、混合气体的总质量不变，容器的体积不变，混合气体的密度始终不变，气体的密度不随时间改变，不能说明到达平衡状态，故C错误；
D、反应生成CO₂和H₂的物质的量始终按1：1生成，不能说明到达平衡状态，故D错误；
故选A．

点评：本题考查平衡移动对反应物转化率的影响，以及化学平衡常数的求算和盖斯定律的应用，题目难度不大．