Question

【题目】CO是生产羰基化学品的基本原料，对于以水煤气为原料提取CO的工艺，如果氢气
未能充分利用，则提高了CO生产成本，所以在煤化工中常需研究不同温度下的平衡常数、投料比及热值问题．反应CO（g）+H2O （g）H2（g）+CO2（g）的平衡常数随温度的变化如表：

温度/℃	400	500	800
平衡常数K	9.94	9	a

（1）上述反应的逆反应是（填“放热”或“吸热”）反应．
（2）已知在一定温度下：C（s）+CO2（g）2CO（g） K
C（s）+H2O （g）H2（g）+CO（g） K1
CO（g）+H2O （g）H2（g）+CO2（g） K2
则K、K1、K2、之间的关系是 ．
（3）800℃时，在2L的恒容密闭容器中，充入2.0molCO（g）和3.0molH2O（g），保持温度不变进行反应：CO（g）+H2O （g）H2（g）+CO2（g），4min时反应达到平衡，测得CO的转化率为60%．
①0～4min内，CO2的平均反应速率为molL﹣1min﹣1 ， 800℃时a= ．
②800℃时四个不同容器中发生上述反应，测得各物质的浓度（molL﹣1）如表，其中达到平衡状态的是（填字母）．

	A	B	C	D
c（CO2）	3	1	0.8	1
c（H2）	2	1	0.8	1
c（CO）	1	2	3	0.5
c（H2O）	2	2	3	2

Answer 1

【答案】
（1）吸热
（2）K=
（3）0.15；1；D
【解析】解：（1）由表可知，温度越高，平衡常数越小，反应进行程度越小，平衡向逆反应移动，升高温度平衡向吸热方向移动，故正反应为放热反应，逆反应为吸热反应，故答案为：吸热；（2）反应①C（s）+CO2（g）2CO（g）平衡常数K= ；
反应②C（s）+H2O（g）CO（g）+H2（g）平衡常数K1= ；
反应③CO（g）+H2O（g）H2（g）+CO2（g） 平衡常数K2= ；
所以： = =K，
故答案为： ；（3）①保持温度不变进行反应：CO（g）+H2O （g）H2（g）+CO2（g），4min时反应达到平衡，测得CO的转化率为60%，可知消耗1.2molCO，生成1.2molCO2 ，
v= =0.15molL﹣1min﹣1 ，

	CO（g）+	H2O （g）		H2（g）+	CO2（g）
起始（mol/L）	1	1.5		0	0
转化（mol/L）	0.6	0.6		0.6	0.6
平衡（mol/L）	0.4	0.9		0.6	0.6

K= =1，
故答案为：0.15；1；
②如达到平衡，则平衡常数K=1，
A. = =3＞1，没有达到平衡状态，故A错误；
B. = = 小于1，反应向正反应进行，故B错误；
C. = ＜1，没有达到平衡状态，故C错误；
D. = =1，处于平衡状态，故D正确．
故答案为：D．
（1）由表中数据可知升高温度平衡常数减小，说明平衡逆向移动，以此判断反应热；（2）依据化学反应的平衡常数表达式计算分析；（3）保持温度不变进行反应：CO（g）+H2O （g）H2（g）+CO2（g），4min时反应达到平衡，测得CO的转化率为60%，可知消耗1.2molCO，生成1.2molCO2 ， 以此可计算CO2的平均反应速率，计算出平衡时各物质的浓度，可计算平衡常数；
根据各物质的浓度计算浓度幂之积，与平衡常数相比较，可确定是否达到平衡状态．