Question

一定温度下2升的恒容容器甲中，加入2moL碳和2moLCO₂发生如下反应：C（s）+CO₂（g）?2CO（g）△H＞0，测得容器中CO₂的物质的量随时间t的变化关系如图所示．
（1）该反应的△S

 

0（填“＞”、“＜”或“=”）．在

 

（填“较高”或“较低”）温度下有利于该反应自发进行．
（2）上述温度下此反应的平衡常数K

 

．（结果保留一位小数）
（3）向上述平衡体系中再通入CO₂，则CO₂的转化率

 

（填增大、减小、不变、无法确定）．
（4）相同温度下，2升的恒容容器丙中加入4moL碳、4moLCO₂和4moLCO．开始反应时V（正）

 

V（逆）（填＞、＜、﹦）．

Answer 1

考点：物质的量或浓度随时间的变化曲线

专题：化学平衡专题

分析：（1）根据反应前后气体的物质的量变化分析；根据△G=△H-T?△S进行判断，如△G＜0，则反应能自发进行，如△G＞0，则不能自发进行；
（2）一定温度下2L的恒容容器甲中，加入2moL碳和2moLCO₂发生反应，平衡时CO₂为0.76mol，列三段式求出平衡时各气体的浓度，再计算出平衡常数K；
（3）该反应中方向为体积增大的方向，再通入2moLCO₂，体系压强增大，平衡逆移，依此分析转化率；
（4）根据加入的CO₂和CO的浓度求出Qc=

c2(CO)

c(CO2)

，根据Qc与K的关系判断V（正）、V（逆）的大小．

解答： 解：（1）气体的物质的量越大，则体系的熵越大，已知C（s）+CO₂（g）?2CO（g）正方向为气体物质的量增大的方向，所以该反应的△S＞0；△G=△H-T?△S＜0，则反应能自发进行，而该反应的△S＞0、△H＞0，则在较高温度下反应能够自发进行，
故答案为：＞；较高；
（2）由图象可知平衡时CO₂为0.76mol，反应消耗二氧化碳的物质的量为：2mol-0.16mol=1.24mol，则：
             C（s）+CO₂（g）?2CO（g）
初始量（mol）：2      2        0
转化量（mol）：1.24  1.24     2.48
平衡量（mol）：0.76  0.76     2.48
则平衡时各气体物质的浓度为：c（CO₂）=

0.76mol/L

2L

=0.38mol/L，c（CO）=

2.48mol/L

2L

=1.24mol/L，
所以该反应的平衡常数为：K=

c2(CO)

c(CO2)

=

1.242

0.38

=4.0，
故答案为：4.0；
（3）该反应中方向为体积增大的方向，再通入2moLCO₂，体系压强增大，与原平衡比较，相当于平衡逆移，所以二氧化碳的转化率减小，
故答案为：减小；
（4）相同温度下，2L的恒容容器丙中加入4moL碳、4moLCO₂和4moLCO，则开始时c（CO₂）=2mol/L，c（CO）=2mol/L，
浓度商为：Qc=

c2(CO)

c(CO2)

═

22

2

=2＜K，则反应未达到平衡，反应正向进行，所以：v（正）＞v（逆），
故答案为：＞．

点评：本题考查了化学平衡常数的计算、化学平衡影响因素与化学平衡图象等，题目难度中等，注意根据反应的特征分析外界条件对平衡的影响，明确化学平衡常数的概念及计算方法．