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下表：

温度/℃	400	500	800
平衡常数K	9.94	9	1

试回答下列问题
（1）上述正向反应是

 

反应（填“放热”或“吸热”）．
（2）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

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

 

．
（4）若在500℃时进行，设起始时CO和H₂O的起始浓度均为0.010mol/L，在该条件下，CO的平衡转化率为：

 

．
（5）若反应在800℃进行，设起始时CO（g）和H₂O（g）共为1mol，水蒸气的体积分数为x；平衡时CO转化率为y，则y随x变化的函数关系式为：y=

 

．

Answer 1

考点：化学平衡建立的过程,化学平衡的计算

专题：化学平衡专题

分析：（1）根据温度对平衡常数的影响，可判断反应中热量的变化；
（2）根据浓度商和平衡常数比较，可判断；
（3）根据反应方程式之间的关系，结合平衡常数的定义计算；
（4）利用平衡常数计算出平衡时CO的浓度，再计算转化率；
（5）根据化学方程式利用三段式计算．

解答： 解：（1）由表中数据可知，温度越高，平衡常数的越小，即平衡逆向移动，所以该反应的正反应为放热反应，故答案为：放热；
（2）根据表中数据可知，800℃时，K=1，设容器体积为1，则A、Qc=

2×3

1×5

=1.2＞1，所以平衡逆向移动；
B、Qc=

1×1

2×2

=0.25＜1，所以平衡正向移动；
C、Qc=

0×0

3×3

=0＜1，所以平衡正向移动；
D、Qc=

1×1

0.5×2

=1，所以平衡不移动；
E、Qc=

2×1

3×1

=

2

3

＜1，所以平衡正向移动；
故选BCE；
（3）因为K₁=

c(CO)?c(H2)

c(H2O)

，K₂=

c(H2)?c(CO2)

c(CO)?c(H2O)

，K=

c2(CO)

c(CO2)

，所以K=

K1

K2

，故答案为：

K1

K2

；
（4）设CO平衡浓度为xmol/L，根据

(0.01-x)2

(x)2

=9，有x=0.0025，CO的平衡转化率为

0.01-0.0025

0.01

×100%=75%，故答案为：75%；
（5）利用三段式，
                CO（g）+H₂O（g）?H₂（g）+CO₂（g）；
起始（mol）       1-x          x      0         0
转化（mol）    y（1-x）     y（1-x）  y（1-x）   y（1-x）
平衡（mol）（1-x）?（1-y） x-y（1-x） y（1-x）   y（1-x）
根据平衡常数K=

y(1-x)?y(1-x)

(1-x)?(1-y)?[x-y(1-x)]

=1，化简得x=y，故答案为：x．

点评：本题主要考查了影响化学平衡常数的因素、平衡常数的概念、转化率的计算、平衡常数的应用等知识点，中等难度，解题时抓住基本概念的应用．