Question

（1）某反应的平衡表达式为：K=

c(H2)?c(CO)

c(H2O)

所对应的化学反应方程式为：

 

（2）利用水煤气合成二甲醚的三步反应如下：
①2H₂（g）+CO（g）?CH₃OH（g）；△H=-90.8kJ?mol^-1
②2CH₃OH（g）?CH₃OCH₃（g）+H₂O（g）；△H=-23.5kJ?mol^-1
③CO（g）+H₂O（g）?CO₂（g）+H₂（g）；△H=-41.3kJ?mol^-1
总反应：3H₂（g）+3CO（g）?CH₃OCH₃（g）+CO₂（g）的△H=

 

（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500℃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：

 

．平衡后保持容积不变，通入等相同物质的量的H₂和CO₂时，平衡将

 

（填“正向”、“逆向”或“不”）移动，平衡后H₂的体积分数与原平衡比将

 

（（填“增大”、“减小”或“不变”）．
（4）从氨催化氧化可以制硝酸，此过程中涉及氮氧化物，如NO、NO₂、N₂O₄等．
对反应N₂O₄（g）?2NO₂（g）△H＞0，在温度为T₁、T₂时，平衡体系中NO₂的体积分数随压强变化曲线如图所示．下列说法正确的是

 

．
A．A、C两点的反应速率：A＞C
B．A、C两点气体的颜色：A深，C浅
C．B、C两点的气体的平均相对分子质量：B＜C
D．由状态B到状态A，可以用加热的方法
E．A、C两点的化学平衡常数：A＞C．

Answer 1

考点：化学平衡常数的含义,反应热和焓变,化学平衡的影响因素,产物的百分含量随浓度、时间的变化曲线

专题：化学平衡专题

分析：（1）根据平衡表达式为：K=

c(H2)?c(CO)

c(H2O)

知，生成物中含有氢气、一氧化碳两种气体，反应物中含有水蒸气，质量守恒可知反应物中有固体碳；
（2）利用盖斯定律计算；
（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；
（4）从平衡移动的角度分析各物理量的变化；

解答： 解：（1）根据平衡表达式为：K=

c(H2)?c(CO)

c(H2O)

知，生成物中含有氢气、一氧化碳两种气体，反应物中含有水蒸气，质量守恒可知反应物中有固体碳，所以方程式为：C（s）+H₂O（g）?CO（g）+H₂（g），故答案为：C（s）+H₂O（g）?CO（g）+H₂（g）；
（2）由盖斯定律可知，通过①×2+②+③可得所求反应方程式，则△H=-90.8kJ/mol×2-23.5kJ/mol-41.3kJ/mol=-246.4kJ/mol，故答案为：-246.4 kJ?mol^-1；
（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%，
平衡后保持容积不变，通入等相同物质的量的H₂和CO₂时，增加生成物的浓度平衡逆向移动，达平衡后与原平衡是等效平衡所氢气的体积分数不变，
故答案为：放热；75%；逆向；不变；
（4）对反应N₂O₄（g）?2NO₂（g），在温度为T₁、T₂时，平衡体系中NO₂的体积分数随压强变化曲线如图2所示．则
A．A点压强小于C点的压强，压强越大，反应速率越大，则反应速率：A＜C，故A错误；
B．增大压强，平衡向正反应移动，但浓度的增大幅度大于转化的程度，所以C点浓度大，颜色深，故B错误；
C．B、C两点二氧化氮的体积分数相同，则混合气体的平均相对分子质量相同，故C错误；
D．在相同压强下，升高温度，平衡向逆反应方向移动，则二氧化氮的体积分数增大，所以由状态B到状态A，可以用加热的方法，故D正确；
E．A、C两点的化学平衡常数，温度相同，平衡常数相等，A=C，故E错误；
故答案为：D．

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