Question

汽车尾气中含有CO、NO₂等有毒气体，对汽车加装尾气净化装置，可使有毒气体相互反应转化为无毒气体。汽车尾气中CO与H₂O(g)在一定条件下可以发生反应：
CO(g)＋H₂O(g)CO₂(g)＋H₂(g)ΔH＜0。820 ℃时在甲、乙、丙三个恒容密闭容器中，起始时按照下表进行投料，达到平衡状态，K＝1.0。

起始物质的量	甲	乙	丙
n(H2O)/mol	0.10	0.20	0.20
n(CO)/mol	0.10	0.10	0.20

 
（1）该反应的平衡常数表达式为                                。
（2）平衡时，甲容器中CO的转化率是       。比较下列容器中CO的转化率：乙       甲；丙       甲(填“>”、“＝”或“<”)。
（3）丙容器中，若要通过改变温度，使CO的平衡转化率增大，则温度需要降低才能达到，则降温后的平衡常数K     (填“增大”、“减小”或“不变”)。

Answer 1

（1）K＝   （2）50%       >    ＝  （3）增大

解析试题分析：（1）化学平衡常数是在一定条件下，当可逆反应达到平衡状态时，生成物浓度的幂之积和反应物浓度的幂之积的比值，则根据CO（g）+H₂O（g）CO₂（g）+H₂（g）可知，该反应的平衡常数表达式为：K═。
（2）设甲容器中CO消耗的物质的量为x
CO（g）+H₂O（g）CO₂（g）+H₂（g）
初始量（mol）0.1     0.1      0       0
变化量（mol）x      x        x       x
平衡量（mol）0.1-x   0.1-x     x       x
则K=＝1
解得x=0.5，所以甲容器中CO的转化率=×100%=50%；
根据投料情况知道，乙相当于在甲的基础上增加了水蒸气的投料，所以会使得一氧化碳的转化率增大，丙装置投料是甲装置的2倍，对于化学反应前后系数和不变的反应来说，建立的平衡是等效的，所以两种情况下，转化率是相等的。
③丙容器中，通过改变温度，使CO的平衡转化率增大，需要使化学平衡向着正向移动，由于该反应为放热反应，要增大一氧化碳的转化率，应该降低温度；由于平衡向着正向移动，反应物浓度减小，生成物浓度增大，则该反应的化学平衡常数增大。
考点：考查化学反应速率和化学平衡移动的影响因素以及有关化学平衡的转化率、平衡常数的计算等