Question

煤化工中常需研究不同温度下平衡常数、投料比及热值等问题．
已知：CO（g）+H₂O（g）?H₂（g）+CO₂（g）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	1

试回答下列问题：
（1）在800℃发生上述反应，以表中的物质的量投入恒容反应器，其中向正反应方向移动的有

 

（选填“A、B、C、D、E”）．

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

（2）已知在一定温度下，C（s）+CO₂（g）?2CO（g）平衡常数为K；
C（s）+H₂O（g）?CO（g）+H₂（g）平衡常数为K₁；CO（g）+H₂O（g）?H₂（g）+CO₂（g）平衡常数为K₂；则K、K₁、K₂之间的关系是

 

．
（3）在V L密闭容器中通入10mol CO和10mol水蒸气，在T℃达到平衡，然后急速通过碱石灰，将所得混合气体燃烧，测得放出的热量为2 842kJ（已知CO燃烧热为283kJ?mol^-1，H₂燃烧热为286kJ?mol^-1），则T℃平衡常数K=

 

．

Answer 1

考点：化学平衡的影响因素,化学平衡常数的含义,化学平衡的计算

专题：化学平衡专题

分析：（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；反应在同一容器内进行，体积相同，方程式中各物质的化学计量数都是1，所以在计算中均可用物质的量数值代替浓度数值，求出此时的浓度商Q_c，平衡向正反应方向移动，浓度商小于平衡常数；
（2）根据化学平衡常数的定义进行解答；
（3）CO、H₂的物质的量各为10mol，根据燃烧放出的热量求出CO、H₂各自的物质的量，利用三段式法求出平衡时各组分的物质的量，代入平衡常数计算．

解答： 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；反应在同一容器内进行，体积相同，方程式中各物质的化学计量数都是1，所以在计算中均可用物质的量数值代替浓度数值，800℃时反应平衡常数为1．
A、Q=

2×3

1×5

=

6

5

，大于1，反应向逆反应进行，故A错误；
B、Q=

1×1

2×2

=

1

4

，小于1，反应向正反应进行，故B正确；
C、开始只有CO、H₂，反应向正反应进行，故C正确；
D、Q=

1×1

0.5×2

=1，处于平衡状态，故D错误；
E、Q=

2×1

3×1

=

2

3

，小于1，反应向正反应进行，故E正确；
故答案为：BCE；
（2）反应①C（s）+CO₂（g）?2CO（g）平衡常数K=

c2(CO)

c(CO2)

；
反应②C（s）+H₂O（g）?CO（g）+H₂（g）平衡常数K₁=

c(H2)c(CO)

c(H2O)

，
反应③CO（g）+H₂O（g）?H₂（g）+CO₂（g） 平衡常数K₂=

c(H2)c(CO2)

c(CO)c(H2O)

，
反应②-反应③得反应①，所以K=

K1

K2

．
故答案为：

K1

K2

；
（3）由方程式CO（g）+H₂O（g）?H₂（g）+CO₂（g）可知，有1molCO反应则生成1molH₂，开始通入10molCO，所以平衡时，CO、H₂的物质的量共为10mol．则平均燃烧热为

2842KJ

10mol

=284.2kJ/mol，
利用平均值法计算CO、H₂的物质的量之比，设CO、H₂物质的量为x、y；
x+y=10
283x+286y=2842
计算得到x=6mol，y=4mol；
利用三段式法求出平衡时各组分的物质的量，
       CO（g）+H₂O（g）?H₂（g）+CO₂（g），
起始：10mol   10mol       0        0
转化：4mol   4mol       4mol      4mol
平衡：6mol    6mol      4mol      4mol
所以T℃时反应的平衡常数为K=

c(H2)c(CO2)

c(CO)c(H2O)

=

4×4

6×6

=

4

9

，
故答案为：

4

9

．

点评：本题主要考查平衡常数及其计算、影响化学平衡的因素、化学平衡的标志．主要是利用燃烧热计算平衡常数的方法应用，难度较大，掌握基础是关键．