Question

【題目】在一固定體積為1L的密閉容器中，充入2 mol CO2和1 mol H2發生如下化學反應：CO2(g)＋H2(g)CO(g)＋H2O(g)，其化學平衡常數與溫度(T)的關系如下表：

回答下列問題：

（1）該反應的化學平衡常數表達式為K＝__________________________________。

（2）該反應是放熱反應還是吸熱反應______________

（3）若反應在830 ℃下達到平衡，則CO2氣體的濃度是_________；CO2的轉化率為________。平衡后再向容器中通入2molCO2再次達到的平衡時，CO2的轉化率_______（填變大，變小或不變）

（4）能判斷該反應是否達到化學平衡狀態的依據是__________________________。

A．容器內壓強不變 B．混合氣體中c(CO)不變 C．v正(H2)＝v逆(H2O) D．c(CO2)＝c(CO)

Answer 1

【答案】c(CO)c(H2O)/[c(CO2)c(H2)] 吸熱反應 1.33mol/L 33.3% 變小 BC

【解析】

（1）由CO2(g)＋H2(g)CO(g)＋H2O(g)可知，該反應的化學平衡常數表達式為K＝c(CO)c(H2O)/[c(CO2)c(H2)]；答案：c(CO)c(H2O)/[c(CO2)c(H2)]；

（2）由表中數據可以知道，平衡常數隨溫度上高而增大，說明該反應是吸熱反應；答案：吸熱

（3）根據已知初始加入CO2的濃度為2 mol/L，氫氣的濃度為1 mol/L

由 CO2(g)＋H2(g)CO(g)＋H2O(g)

初始濃度（mol/L） 2 1 0 0

變化濃度（mol/L） x x x x

平衡濃度（mol/L） 2-x 1-x x x

所以830 ℃ K=x2/[(2-x)(1-x)]=1,解得x=2/3，則達到平衡時CO2氣體的濃度是1.33mol/L；CO2的轉化率為（2/3）÷2=33.3%。平衡后再向容器中通入2molCO2再次達到的平衡時，CO2的轉化率變小；答案：1.33mol/L；33.3%；變小；

（4）A．反應前后氣體體積不變，容器內壓強始終不變，故A錯誤；
B．混合氣體中c（CO）不變，說明到了達平衡，所以B選項是正確的；
C．v正（H2）=v逆（H2O）氫氣的消耗速率與水的消耗速率相等，說明正反應速率與逆反應速率相等，達到平衡狀態，所以C選項是正確的；
D．CO2與CO濃度相等，不能說明其保持不變，無法判斷是否達到化學平衡狀態，故D錯誤；

所以BC選項是正確的。