Question

1．在一定体积的密闭容器中，发生如下反应：CO₂（g）+H₂（g）?CO（g）+H₂O（g），其化学平衡常数K和温度T的关系如下表：

T（℃）	700	800	830	1000	1200
K	0.6	0.9	1.0	1.7	2.6

Ⅰ．该反应的平衡常数表达式为：K=$\frac{c（CO）×c（{H}_{2}O）}{c（C{O}_{2}）×c（{H}_{2}）}$．
Ⅱ．该反应为吸热（填“吸热”或“放热”）反应．
Ⅲ．某温度下，反应体系中各物质的平衡浓度符合下式：3c（CO₂）•c（H₂）=5c（CO）•c（H₂O），试判断此时的反应温度为700℃．
Ⅳ.830℃时，向该容器中加入1molCO₂与1molH₂开始反应，达到平衡时，混合气体中CO₂的体积分数是25%．
Ⅴ．保持温度不变，若往IV的平衡体系中再通入2molCO₂与2molH₂，则再达新平衡时，H₂的转化率为50%．

Answer 1

分析 I．平衡常数等于生成物平衡浓度化学计量数幂之积与反应物平衡浓度化学计量数幂之积的比；
Ⅱ．由表中数据可知，随温度升高平衡常数增大，说明升高温度平衡向正反应方向移动；
Ⅲ．根据等式确定平衡常数，进而确定反应温度；
Ⅳ．设平衡时转化的二氧化碳为xmol，表示出平衡时各组分物质的量，反应前后气体物质的量不变，用物质的量代替浓度代入平衡常数列方程计算解答；
Ⅴ．保持温度不变，若往IV的平衡体系中再通入2molCO₂与2molH₂，等效为在Ⅳ平衡的基础上增大压强，反应前后气体体积不变，平衡不移动，氢气的转化率与Ⅳ中相同，结合Ⅳ中数据计算．

解答 解：I．CO₂（g）+H₂（g）?CO（g）+H₂O（g）的平衡常数表达式K=$\frac{c（CO）×c（{H}_{2}O）}{c（C{O}_{2}）×c（{H}_{2}）}$，故答案为：$\frac{c（CO）×c（{H}_{2}O）}{c（C{O}_{2}）×c（{H}_{2}）}$；
Ⅱ．由表中数据可知，随温度升高平衡常数增大，说明升高温度平衡向正反应方向移动，而升高温度平衡向吸热反应移动，故正反应为吸热反应，
故答案为：吸热；
Ⅲ．由3c（CO₂）•c（H₂）=5c（CO）•c（H₂O），可得K=$\frac{c（CO）×c（{H}_{2}O）}{c（C{O}_{2}）×c（{H}_{2}）}$=0.6，故反应温度为700℃，故答案为：700；
Ⅳ．设平衡时转化的二氧化碳为xmol，则：
           CO₂（g）+H₂（g）?CO（g）+H₂O（g）
起始量（mol）：1      1        0      0
变化量（mol）：x      x        x      x
平衡量（mol）：1-x    1-x      x      x
反应前后气体物质的量不变，可以用物质的量代替浓度计算平衡常数，则$\frac{x×x}{（1-x）×（1-x）}$=1，解得x=0.5，故平衡时二氧化碳的体积分数为$\frac{0.5mol}{2mol}$×100%=25%，
故答案为：25%；
Ⅴ．保持温度不变，若往IV的平衡体系中再通入2molCO₂与2molH₂，等效为在Ⅳ平衡的基础上增大压强，反应前后气体体积不变，平衡不移动，氢气的转化率与Ⅳ中相同，即氢气转化率为$\frac{0.5mol}{1mol}$×100%=50%，
故答案为：50%．

点评 本题考查化学平衡计算、平衡常数及其应用等，难度不大，注意对平衡常数的理解与灵活应用．