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）的平衡常数随温度变化如下表：

温度/℃	400	500	800
平衡常数Kc	9.94	9	1

试回答下列问题
（1）上述正向反应是：

 

 反应（选填：放热、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）

	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

（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：

 

（4）在VL密闭容器中通入10molCO和10mol水蒸气，在T℃达到平衡，然后急速除去水蒸气（除水蒸气时各物质的物质的量不变），将混合气体燃烧，测得放出的热量为2842kJ（已知CO燃烧热为283kJ/mol，H₂燃烧热为286kJ/mol），则T℃平衡常数K=

 

．

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

专题：化学平衡专题

分析：（1）根据表中数据，温度升高，化学平衡常数增大进行判断；
（2）在800℃，平衡常数Kc=1，即c（CO₂）?c（H₂）=c（CO）?c（H₂O）时为平衡状态，在同一容器中，当n（CO₂）?n（H₂）＜n（CO）?n（H₂O）时，平衡向着正向移动；
（3）根据化学平衡常数表达式计算K、K₁、K₂之间的关系；
（4）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）由于温度升高，该反应的化学平衡常数减小，平衡向着逆向移动，正向反应是放热反应，故答案为：放热；
（2）由于在800℃，平衡常数为1，则c（CO₂）?c（H₂）=c（CO）?c（H₂O），因为在同一容器中，所以反应向着正向移动，必须满足n（CO₂）?n（H₂）＜n（CO）?n（H₂O），
A、3×2＞1×5，反应向着逆向移动，故A错误；
B、1×1＜2×2，反应向着正向移动，故B正确；
C、0×0＜3×3，反应向着正向移动，故C正确；
D、2×0.5=1×1，达到平衡状态，故D错误；
E、1×2＜1×3，平衡向着正向移动，故E正确；
故答案为：BCE；
（3）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：K=

K1

K2

；
（4）由方程式CO（g）+H₂O（g）?H₂（g）+CO₂（g）可知，1molCO反应生成1molH₂，开始通入10molCO，平衡时CO、H₂的物质的量之和为10mol
设CO、H₂物质的量为x、y，则：

x+y=10 283x+286y=2842

，
解得：

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 V × 4 V

6 V × 6 V

=

4

9

，
故答案为：

4

9

．

点评：本题考查了平衡常数的计算及应用、影响化学平衡的因素等知识，题目难度中等，注意掌握利用燃烧热计算平衡常数的方法，明确化学平衡的影响因素、化学平衡常数的概念及计算方法．