Question

在一定温度下将3mol CO₂和2mol H₂混合于2L的密闭容器中，发生如下反应：
CO₂（g）+H₂（g）═CO（g）+H₂O（g）
（1）该反应的化学平衡常数表达式K=

 

．
（2）已知在700℃时，该反应的平衡常数K₁=0.6，则该温度下反应CO（g）+H₂O（g）?CO₂（g）+H₂（g）的平衡常数K₂=

 

，反应

1

2

CO₂（g）+

1

2

H₂（g）?

1

2

CO（g）+

1

2

H₂O（g）的平衡常数K₃=

 

．
（3）已知在1 000℃时，该反应的平衡常数K₄为1.0，则该反应为

 

反应（填“吸热”或“放热”）．
（4）能判断该反应达到化学平衡状态的依据是

 

．
A．容器中压强不变
B．c（CO₂）=c（CO）
C．生成a mol CO₂的同时消耗a mol H₂
D．混合气体的平均相对分子质量不变
（5）在1 000℃下，某时刻CO₂的物质的量为2.0mol，则此时v（正）

 

v（逆）（填“＞”、
“=”或“＜”）．该温度下反应达到平衡时，CO₂的转化率为

 

．

Answer 1

考点：化学平衡常数的含义,化学平衡状态的判断,化学平衡的计算

专题：

分析：（1）该反应的化学平衡常数表达式K=

c(CO)．c(H2O)

c(CO2)．c(H2)

；
（2）反应CO（g）+H₂O（g）?CO₂（g）+H₂（g）的平衡常数K₂=

c(CO2)．c(H2)

c(CO)．c(H2O)

；
反应

1

2

CO₂（g）+

1

2

H₂（g）?

1

2

CO（g）+

1

2

H₂O（g）的平衡常数K₃=

K1

；
（3）升高温度，平衡向吸热反应方向移动；
（4）当该反应达到平衡状态时，同一物质的正逆反应速率相等，反应体系中各物质的含量不变；
（5）根据浓度商与平衡常数判断反应方向，根据平衡常数计算反应的二氧化碳的量，再结合转化率计算二氧化碳的转化率．

解答： 解：（1）该反应的化学平衡常数表达式K=

c(CO)．c(H2O)

c(CO2)．c(H2)

，故答案为：

c(CO)．c(H2O)

c(CO2)．c(H2)

；
（2）反应CO（g）+H₂O（g）?CO₂（g）+H₂（g）的平衡常数K₂=

c(CO2)．c(H2)

c(CO)．c(H2O)

=

1

K1

=

1

0.6

=1.67；
反应

1

2

CO₂（g）+

1

2

H₂（g）?

1

2

CO（g）+

1

2

H₂O（g）的平衡常数K₃=

K1

=

0.6

=0.77，
故答案为：1.67；0.77；
（3）在1 000℃时，该反应的平衡常数K₄为1.0，升高温度平衡常数增大，平衡向正反应方向移动，说明正反应是吸热反应，故答案为：吸热；
（4）A．该反应前后气体的计量数之和不变，则无论是否达到平衡状态，容器中压强始终不变，则不能根据压强判断是否达到平衡状态，故错误；
B．c（CO₂）=c（CO），该反应可能达到平衡状态，也可能没有达到平衡状态，与反应物浓度及转化率有关，所以不能判断是否达到平衡状态，故错误；
C．生成a mol CO₂的同时消耗a mol H₂，说明同一物质的正逆反应速率相等，该反应达到平衡状态，故正确；
D．混合气体的质量不变、物质的量不变，所以混合气体的平均相对分子质量始终不变，不能据此判断是否达到平衡状态，故错误；
故选C；
（5）CO₂（g）+H₂（g）═CO（g）+H₂O（g）
起始1.5     1         0      0 
反应0.5     0.5      0.5    0.5
平衡1       0.5       0.5   0.5
浓度商=

(0.5)2

1×0.5

=0.5＜1，则反应向正反应方向移动，所以v（正）＞v（逆）；
3mol CO₂和2mol H₂混合于2L的密闭容器中，则二氧化碳和氢气的起始浓度分别为1.5mol/L、1mol/L，在1 000℃下，某时刻CO₂的物质的量为2.0mol，某时刻二氧化碳的浓度是1mol/L，
设该温度下达到平衡时，反应的二氧化碳的物质的量浓度为x
    CO₂（g）+H₂（g）═CO（g）+H₂O（g）
起始1.5     1         0      0 
反应x       x         x      x
平衡1.5-x  1-x        x      x

x2

(1.5-x)．(1-x)

=1.0，x=0.6
二氧化碳的转化率=

0.6mol/L

1.5mol/L

×100%=40%，
故答案为：＞；40%．

点评：本题考查了化学平衡常数的有关计算，明确化学平衡常数的表达式及其含义是解本题关键，会利用三段式法进行解答，会根据浓度商与平衡常数之间的关系式确定反应方向，题目难度中等．