Question

【题目】煤化工中常需研究不同温度下平衡常数、投料比等问题。

已知：CO(g)+H2O(g)H2(g)+CO2(g)平衡常数K随温度的变化如下表：

温度/℃	400	500	800
平衡常数K	9.94	9	1

回答下列问题

(1)该反应的平衡常数表达式K= ，△H 0(填“＜”、“＞”、“=”)

(2)已知在一定温度下，C(s)+CO2(g)2CO(g)平衡常数K1

C(s)+H2O(g)H2(g)+CO(g)平衡常数K2，

则K、K1、K2，之间的关系是 。

(3)800℃时，向一个10L的恒容反应器中充入0.40molCO和1.60mol水蒸气，经一段时 间后反应达到平衡，此时CO的转化率为 ；若保持其他条件不变，向平衡体系中再通入0.10molCO和0.40mol CO2，此时v正 v逆 (填“＞”、“=”或“＜”)．

Answer 1

【答案】(1)K = ＜ (2)K= (3) 80% =

【解析】

试题分析：（1）根据化学方程式可知，该反应的平衡常数表达式为K =；由于随着温度的升高，由于随着温度的升高，平衡常数减小，说明平衡逆向移动，因此该反应是放热反应，△H＜0；

（2）CO(g)+H2O(g)H2(g)+CO2(g) K①；

C(s)+CO2(g)2CO(g) K1②；

C(s)+H2O(g)H2(g)+CO(g) K2③；

由于三个方程式的关系是：①=③－②，根据盖斯定律可知，K=；

（3）由题意可知，当温度为800℃时，CO与水蒸气反应的平衡常数K=1，据此进行计算：

CO(g)+H2O(g)H2(g)+CO2(g)

起始浓度（mol/L） 0.04 0.16 0 0

转化浓度（mol/L） x x x x

平衡浓度（mol/L） 0.04－x 0.16－x x x

K==1

解得：x=0.032 mol/L，即CO转化了0.32mol，CO的转化率为：0.32/0.4=80%；

平衡时，各物质的浓度分别为：

CO(g)+H2O(g)H2(g)+CO2(g)

0.008 0.128 0.032 0.032

若保持其他条件不变，向平衡体系中再通入0.10molCO和0.40mol CO2，通入的瞬间，各物质的浓度为：

CO(g)+H2O(g)H2(g)+CO2(g)

0.018 0.128 0.032 0.072

浓度熵Q==1=K，因此平衡不移动，故v正=v逆。