Question

【题目】煤化工中常需研究不同温度下平衡常数、投料比及产率等问题。已知CO(g)＋H2O(g)H2(g)＋CO2(g)的平衡常数随温度的变化如下表：

温度/℃	400	500	830	1000
平衡常数/K	10	9	1	0.6

试回答下列问题：

（1）上述反应的正反应是________反应(填“放热”或“吸热”)。

（2）某温度下，上述反应达到平衡后，保持容器体积不变升高温度，逆反应速率________(填“增大”、“减小”或“不变”)，容器内混合气体的压强________(填“增大”、“减小”或“不变”)。

（3）830℃时，在恒容反应器中发生上述反应，按下表中的物质的量投入反应混合物，其中向逆反应方向进行的有______(选填字母).

	A	B	C	D
n(CO2)/mol	3	2.4	3.2	1
n(H2)/mol	2	1.5	2.5	1
n(CO)/mol	1	2	3.5	0.5
n(H2O)/mol	5	2	2	2

（4）在830℃时，在2 L的密闭容器中加入4 mol CO(g)和6 mol H2O(g)达到平衡时，H2(g)的体积分数是__________。

Answer 1

【答案】放热增大增大AC24%

【解析】

依据平衡常数随温度的变化结合平衡移动原理分析判断反应的热量变化，根据表中数据可知，温度升高平衡常数减小，说明平衡向逆反应方向移动，正反应为放热反应；温度升高，反应速率增大，平衡向逆反应方向移动，压强增大；根据830℃时，平衡常数k=1，依据浓度计算和平衡常数比较判断；根据830℃时，平衡常数k=1，运用三段式求解。

（1）根据表中数据可知，温度升高平衡常数减小，说明平衡向逆反应方向移动，正反应为放热反应；（2）反应是放热反应，温度升高，反应速率增大，平衡向逆反应方向移动，反应前后气体体积不变，等容容器中压强之比等于温度之比，所以压强增大；（3）根据830℃时，平衡常数k=1计算，设容器体积为V，则有：Q=＞1，反应向逆反应方向移动，A正确；Q=＜1，反应向正反应方向移动，B错误；Q=＞1，反应向逆反应方向移动，C正确； Q=＜1，反应向正反应方向移动，D错误。故答案为AC；（4）设反应消耗xmol/L CO，依据题意建立如下三段式：

CO(g)＋H2O(g)H2(g)＋CO2(g)

c(起) 2 3 0 0

c(变) x x x x

c（平）(2—x) (3—x) x x

化学平衡常数K==1，解得x=1.2mol/L，则H2(g)的体积分数为×100%=24%。