Question

500℃下發生如下反應H₂（g）+CO₂（g）?H₂O（g）+CO（g）△H＜0，在甲、乙、丙三個恒容密閉容器中，投入H₂（g）和CO₂（g），其起始濃度如表所示．（已知此溫度下該反應的平衡常數K=

9

4

）

起始濃度	甲	乙	丙
c（H2）/mol/L	0.010	0.020	0.020
c（CO2）/mol/L	0.010	0.010	0.020

（1）平衡時，甲中CO₂轉化率為

60%

在甲、乙、丙三個恒容密閉容器中CO₂轉化率大小比較

乙＞丙=甲

（2）丙中達平衡需要20s，則反應速率v（CO₂）=

0.0006mol/（L?s）

（3）甲中的反應速率-時間圖象如圖，在圖中畫出丙的反應速率-時間圖象．
（4）升高溫度，平衡常數K

小于

9

4

（填“大于”“小于”“等于”）

Answer 1

分析：（1）根據表中數據及平衡常數，利用三段式計算出甲中二氧化碳的轉化率；根據該反應是體積不變的反應及氫氣和二氧化碳的量判斷甲、乙、丙三個恒容密閉容器中CO₂轉化率大小；
（2）根據甲和丙為等效平衡，二氧化碳的轉化率與甲的相等，根據二氧化碳的轉化率計算出二氧化碳的反應速率；
（3）根據丙中反應物濃度可知，丙的正逆反應速率都比甲的反應速率大；
（4）根據該反應△H＜0，溫度升高，平衡向著逆向移動．

解答：解：（1）設二氧化碳的轉化率為x，
        H₂（g）+CO₂（g）?H₂O（g）+CO（g）
反應前 0.01mol     0.010mol       0          0
轉化   0.01xmol    0.01xmol    0.01xmol   0.01xmol
平衡   0.01-0.01x  0.01-0.01x  0.01xmol   0.01xmol    
化學平衡常數為：K=

0.01x×0.01x

(0.01-0.01x)?(0.01-0.01x)

=

9

4

，
解得x=3（舍棄）或x=60%；
反應H₂（g）+CO₂（g）?H₂O（g）+CO（g）中，方程式兩邊化學計量數之和相等，壓強不影響化學平衡，所以甲和丙的轉化率相等，由于乙中氫氣物質的量濃度比甲的氫氣濃度大，所以乙中二氧化碳的轉化率大于甲的，甲、乙、丙三個恒容密閉容器中CO₂轉化率大小關系為：乙＞丙=甲，
故答案為：60%；乙＞丙=甲；
（2）根據反應H₂（g）+CO₂（g）?H₂O（g）+CO（g）可知，甲和丙為等效平衡，二氧化碳的轉化率相同，
所以反應消耗的二氧化碳的濃度為：0.020mol/L×60%=0.012mol/L，
丙中達平衡需要20s，
則反應速率v（CO₂）=

0.012mol/L

20s

=0.0006mol/（L?s），
故答案為：0.0006mol/（L?s）；
（3）由于丙中二氧化碳與氫氣的濃度都大于甲的，所以反應過程中正逆反應速率都大于甲的反應速率，且達到平衡時丙的反應速率大于甲的，據此畫出圖象為：

故答案為：

（4）反應H₂（g）+CO₂（g）?H₂O（g）+CO（g）△H＜0，溫度升高，平衡向著逆向移動，水蒸氣、一氧化碳濃度減小，氫氣、二氧化碳濃度減小，所以化學平衡常數減小，
故答案為：＜．

點評：本題考查了化學平衡常數及化學平衡的移動，涉及了化學反應速率的計算、溫度對化學平衡常數的影響、化學反應速率的計算等知識，本題難度不大，可以根據所學知識分析完成．