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【题目】在一定体积的密闭容器中进行如下化学反应:CO2(g)+H2(g)CO(g)+H2O(g),其化学平衡常数K和温度T的关系如表所示

T/℃

700

800

830

1 000

1 200

K

0.6

0.9

1.0

1.7

2.6

请回答下列问题:

(1)该反应的化学平衡常数表达式为K=_____________________________

(2)该反应为________反应(吸热放热”)。

(3)某温度下,平衡浓度符合下式:c(CO2)·c(H2)=c(CO)·c(H2O),试判断此时的温度为________。此温度下加入1 mol CO2(g)1 mol H2(g),充分反应,达到平衡时,CO2的转化率为________

(4)800 ℃时,发生上述反应,某一时刻测得容器内各物质的浓度分别为c(CO2)2 mol·L1,c(H2)1.5 mol·L1,c(CO)1 mol·L1,c(H2O)3 mol·L1,则正、逆反应速率的比较为v________v(“>”、“<”“=”)。

【答案】 吸热 830 50% <

【解析】分析:(1)根据化学反应方程式和化学平衡常数的概念书写K的表达式
(2)根据温度对化学平衡和化学平衡常数的影响分析;
(3)根据化学平衡常数K和温度t的关系分析;

(4)根据800℃时,K比较判断反应方向,如果>K,则反应向逆反应方向移动,如果=K,则反应达到平衡状态,如果<K,则反应向正反应方向移动。

详解:(1)已知化学反应: CO2(g)H2(g)CO(g)H2O(g),因平衡常数等于生成物的浓度幂之积除以反应物的浓度幂之积,所以K=因此,本题正确答案是:
(2)化学平衡常数的大小只与温度有关,升高温度,平衡向吸热的方向移动由表可以知道:升高温度化学平衡常数增大说明化学平衡正向移动因此正反应方向吸热因此,本题正确答案是:吸热
(3)某温度下,平衡浓度符合下式: c(CO2)·c(H2)c(CO)·c(H2O),=1,由表中数据可以知道,K=1时温度为830℃;

设反应的CO2xmol,则消耗的H2xmol,生成COH2O均是xmol,用三行式分析如下:

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

起始物质的量(mol) 1 1 0 0

转化物质的量(mol) x x x x

平衡物质的量(mol)1-x 1-x x x

K===1,解得x=0.5,CO2的转化率为×100%=50%。

因此,本题正确答案是:830;50%;

(4)= =1>0.9,所以v正<v逆。

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①升高温度,溶液中AsO43-的平衡转化率减小,则该反应的△H________0(填“大于”“小于”或“等于”)。

②0~10min内,I的反应速率v(Iˉ)= ____________

③下列情况表明上述可逆反应达到平衡状态的是_______(填字母代号)。

a.c(AsO33-)+c(AsO42-)不再变化 b.溶液颜色保持不再变化

C.c(AsO33-)与c(AsO42-)的比值保持不再变化 d.I的生成速率等于I2的生成速率

④在该条件下,上述反应平衡常数的表达式K=______________

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【答案】

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(2). . 升高温变,溶液中AsO43-的平衡转化率减小,说明升高温度,平衡逆向移动,该反应为放热反应,则△H<0,故答案为:小于;

. 0~10min 内,I2的浓度从0变为0.015mol/L,由反应方程式可知,I减少了0.03mol/L,0~10min内,用I表示的反应速率v(I)=0.03mol/L÷10min=0.003mol/(L·min),故答案为:0.003mol/(L·min);

. a. 根据物料守恒关系可知,溶液中的c(AsO33-)+c(AsO43-)始终不变,所以c(AsO33-)+c(AsO43-)不再变化,不能说明反应达到平衡状态,故a错误;b. 溶液颜色不再变化,说明各物质的浓度不再改变,反应达到平衡状态,故b正确;c. c(AsO33-)c(AsO43-)的比值不再变化,说明正逆反应速率相等,反应达到平衡状态,故c正确;d. I的生成速率等于I2的生成速率,正逆反应速率不相等,说明反应没有达到平衡状态,故d错误;答案选:bc;

. 由反应方程式可知,在该条件下,反应平衡常数的表达式K=,故答案为:

(3). . 0.02500mol/LI2溶液滴定含AsO33-AsO43-的混合溶液,当滴入最后一滴标准液时,溶液由无色变蓝色,且30s内不恢复,即为滴定终点,上述混合液用0.02500mol/LI2溶液滴定,重复滴定3次,平均消耗I2溶液40.0mL,根据As2O5+6OH=2AsO43+3H2O、AsO33-+I2+H2O AsO43-+2I-+2H+可知:

1 1

n 0.02500mol/L×0.04L,n(AsO33-)= 0.001mol,则试样中As2O5的质量分数是×100%=50.50%,若滴定终点时仰视读数,会使读取的标准液体积偏大,n(AsO33-)偏大,则As2O5的质量分数偏小,所测结果偏低,故答案为:滴入最后一滴标准液,溶液由无色变蓝色,且30s内不恢复;50.50%;偏低

型】
束】
11

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