Question

在不同温度下，反应CO₂（g）+H₂（g）?CO（g）+H₂O（g）的平衡常数K如下表：

温度/℃	700	800	850	1000	1200
平衡常数K	2.6	1.7	1	0.9	0.6

（1）该反应的△H

 

0．（填“＞”、“=”或“＜”）．若到达平衡后升高温度，则CO₂的转化率将

 

，正反应速率

 

（填“增大”、“减小”或“不变”）．
（2）850℃时发生上述反应，CO₂的转化率随时间变化如右图所示．其他条件相同时，请在图中画出700℃时CO₂的转化率随时间变化的示意图（注明必要的标示）．
（3）在850℃时发生上述反应，以表中的物质的量投入恒容反应器中，其中向正方向移动的有

 

（填代号）

	A	B	C	D	E
n（CO2）	3	1	0	1	1
n（H2）	2	1	0	1	2
n（CO）	1	2	3	0.5	3
n（H2O）	5	2	3	2	1

（4）850℃时，在1L的密闭容器中分别充入2mol的CO₂和H₂，计算反应到达平衡时CO的物质的量浓度．

Answer 1

考点：转化率随温度、压强的变化曲线,化学平衡的影响因素,化学平衡的计算

专题：化学平衡专题

分析：（1）根据温度升高，平衡常数减小进行，平衡向着逆向移动判断该反应焓变；根据温度对化学平衡和反应速率的影响进行判断；
（2）根据温度减小反应速率减小及达到平衡时二氧化碳的转化率增大画出700℃时CO₂的转化率随时间变化的示意图；
（3）根据浓度商Q_c=

c(CO)?c(H2O)

c(CO2)?c(H2)

=

n(CO)?n(H2O)

n(CO2)?n(H2)

与850℃时平衡常数K=1之间的大小关系进行判断，若Q_c＞K，说明平衡向着逆向移动，Q_c=K说明达到平衡状态，Q_c＜K说明平衡向着正向移动；
（4）设达到平衡时一氧化碳的浓度为x，根据平衡常数表达式列式计算出x，再反应到达平衡时CO的物质的量浓度．

解答： 解：（1）根据表中数据可知，温度升高，平衡常数减小，说明升高温度平衡向着逆向移动，所以正反应为放热反应，即△H＜0；升高温度，平衡向着逆向移动，二氧化碳的转化率减小，正逆反应速率都增大，
故答案为：＜；减小；增大；
（2）700℃时化学反应速率比800℃的小，曲线斜率，达到平衡需要的时间长，由于该反应为放热反应，温度降低，二氧化碳的转化率增大，所以达到平衡时700℃时二氧化碳的转化率比800℃的大，据此画出700℃时CO₂的转化率随时间变化的示意图为：，
故答案为：
（3）A、Q_c=

c(CO)?c(H2O)

c(CO2)?c(H2)

=

n(CO)?n(H2O)

n(CO2)?n(H2)

=

1×5

2×3

=

5

6

＜K=1，所以平衡向着正向移动，故A正确；
B、Q_c=

c(CO)?c(H2O)

c(CO2)?c(H2)

=

n(CO)?n(H2O)

n(CO2)?n(H2)

=

2×2

1×1

=4＞K=1，平衡向着逆向移动，故B错误；
C、只有生成物，所以平衡移动向着逆向移动，故C错误；
D、Q_c=

c(CO)?c(H2O)

c(CO2)?c(H2)

=

n(CO)?n(H2O)

n(CO2)?n(H2)

=

2×0.5

1×1

=1=K，处于平衡状态，故D错误；
E、Q_c=

c(CO)?c(H2O)

c(CO2)?c(H2)

=

n(CO)?n(H2O)

n(CO2)?n(H2)

=

3×1

2×1

=1.5＞K=1，平衡向着逆向移动，故E错误；
故答案为：A；
（4）设平衡时CO的浓度为x
                   CO₂（g）+H₂（g）?CO（g）+H₂O（g）
起始浓度（mol?L^-1）  2       2         0      0
转化浓度（mol?L^-1）  x       x         x      x
平衡浓度（mol?L^-1）（2-x）（2-x）      x       x       
则：K=

c(CO)?c(H2O)

c(CO2)?c(H2)

=

x2

(2-x)2

=1
解得：x=1  
即平衡时c（CO）=1 mol?L^-1，
答：达平衡时CO的物质的量浓度为1 mol?L^-1．

点评：本题考查了化学平衡的影响因素、化学平衡常数的概念及应用、化学平衡的计算，题目难度中等，注意明确化学平衡的影响因素，掌握利用三段式进行化学平衡的计算方法．