Question

【題目】在2 L的密閉容器中，進行如下化學反應：CO2(g)＋H2(g)CO(g)＋H2O(g)，其化學平衡常數K和溫度t的關系如下表：

t ℃	700	800	830	1 000	1 200
K	0.6	0.9	1.0	1.7	2.6

回答下列問題：

(1)該反應為______________(填“吸熱”或“放熱”)反應。

(2)能判斷該反應是否達到化學平衡狀態的依據是________。

A．容器中壓強不變 B．混合氣體中c(CO)不變

C．v正(H2)＝v逆(H2O) D．c(CO2)＝c(CO)

(3)某溫度下，平衡濃度符合下式：c(CO2)·c(H2)＝c(CO)·c(H2O)，試判斷此時的溫度為________℃。該溫度下，若向該容器中充入n(CO2)＝1 mol，n(H2)＝1 mol，4 min末達到平衡，CO2的轉化率為_____________，H2的體積分數為_________。

Answer 1

【答案】吸熱 BC 830 50% 25%

【解析】

(1)根據溫度對化學平衡、化學平衡常數的影響結合表格數據分析判斷；

(2)化學平衡狀態的標志：正逆反應速率相等，各組分含量保持不變，據此分析判斷；

(3)某溫度下，平衡濃度符合下式：c(CO2)c(H2)=c(CO)c(H2O)，說明平衡常數K=1；該溫度下，向該容器中充入n(CO2)＝1 mol，n(H2)＝1 mol，CO2、H2的起始物質的量之比等于化學計量數之比，則二者平衡濃度相等，由CO2(g)+H2(g)CO(g)+H2O(g)，可知平衡時CO(g)、H2O(g)濃度相等，結合平衡常數K==1，分析解答。

(1)化學平衡常數的大小只與溫度有關，升高溫度，平衡向吸熱的方向移動，由表可知：升高溫度，化學平衡常數增大，說明化學平衡正向移動，因此正反應方向吸熱，故答案為：吸熱；

(2)A、該反應是一個反應前后體積不變的反應，容器中的壓強始終不變，壓強不變不能表示達到平衡狀態，故A錯誤；B、化學平衡時，各組分的濃度不隨時間的改變而改變，c(CO)不變能夠說明達到平衡狀態，故B正確；C、化學平衡狀態的標志是v正=v逆，所以v正(H2)=v逆(H2O)表明反應達到平衡狀態，故C正確；D、c(CO2)=c(CO)時，不能表明正逆反應速率相等，不一定達到了平衡狀態，故D錯誤；故選BC；

(3)某溫度下，平衡濃度符合下式：c(CO2)c(H2)=c(CO)c(H2O)，說明平衡常數K=1，故溫度為830℃；該溫度下，向該容器中充入n(CO2)＝1 mol，n(H2)＝1 mol，CO2、H2的起始物質的量之比等于化學計量數之比，則二者平衡濃度相等，由CO2(g)+H2(g)CO(g)+H2O(g)，可知平衡時CO(g)、H2O(g)濃度相等，結合平衡常數K==1可知，平衡時c(CO2)=c(H2)=c(CO)=c(H2O)，根據碳元素守恒可知，平衡時n(CO2)=n(CO2)==0.5mol，故二氧化碳的轉化率為×100%=50%； n(H2)=0.5mol，則H2的體積分數×100%=25%，故答案為：830；50%；25%。