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
⑴上述正向反应是        反应（填“放热”或“吸热”）。
⑵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

⑶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=           。
⑷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：          。
⑸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

⑴放热  ⑵BCD   ⑶K₁/K₂  ⑷75% ⑸X

试题分析：（1）根据表中数据可知，随着温度的升高，平衡常数减小，说明升高温度平衡向逆反应方向移动，所以正方应是放热反应。
（2）由于反应前后体积不变，所以设容器的容积是1L，则ABCD中的比值分别是，所以其中向正反应方向移动的有BCD。
（3）根据盖斯定律可知，①－②即得到C（s）+CO₂（g）2CO（g），所以该反应的平衡常数K＝。
（4）             CO（g）+H₂O（g）H₂（g）+CO₂（g）
起始浓度（mol/L） 0.010    0.010          0       0
转化浓度（mol/L）   x       x            x       x
平衡浓度（mol/L）0.010－x  0.010－x       x       x
则根据平衡常数表达式可知
解得x＝0.0075mol/L
则在该条件下，CO的平衡转化率为75%
（5）             CO（g）+H₂O（g）H₂（g）+ CO₂（g）
起始浓度（mol/L） 1－x    x               0       0
转化浓度（mol/L）（1－x）y （1－x）y    （1－x）y （1－x）y
平衡浓度（mol/L）1－x－y＋xy  x －y＋xy  （1－x）y （1－x）y
则根据平衡常数表达式可知
解得x＝y
点评：该题是高考中的常见题型，属于中等难度的试题。试题综合性强，侧重对学生能力的培养和解题方法的指导与训练，有利于培养学生的逻辑推理能力和抽象思维能力，提高学生灵活运用基础知识解决实际问题的能力。