Question

煤化工中常需研究不同溫度下平衡常數、投料比及熱值等問題。
已知：CO（g）+H₂O（g）H₂（g）+CO₂（g）平衡常數隨溫度的變化如下表：

溫度/℃	400	500	800
平衡常數K	9.94	9	1

試回答下列問題
⑴上述正向反應是        反應（填“放熱”或“吸熱”）。
⑵在800℃發生上述反應，以表中的物質的量投入恒容反應器，其中向正反應方向移動的有          （選填A、B、C、D、E）。

	n（CO）	n（H2O）	n（H2）	n（CO2）
A	1	5	2	3
B	2	2	1	1
C	3	3	0	0
D	0.5	2	1	1
E	3	1	2	1

⑶已知在一定溫度下：
C（s）+CO₂（g）2CO（g）平衡常數K；
C（s）+H₂O（g）CO（g）+H₂（g） 平衡常數K₁；
CO（g）+H₂O（g）H₂（g）+CO₂（g）平衡常數K₂；
則K、K₁、K₂之間的關系是K=           。
⑷若在500℃時進行，設起始時CO和H₂O的起始濃度均為0.010mol/L，在該條件下，CO的平衡轉化率為：          。
⑸若反應在800℃進行，設起始時CO（g）和H₂O（g）共為1mol，水蒸氣的體積分數為x；平衡時CO轉化率為y，則y隨x變化的函數關系式為：y=        。

Answer 1

⑴放熱  ⑵BCD   ⑶K₁/K₂  ⑷75% ⑸X

試題分析：（1）根據表中數據可知，隨著溫度的升高，平衡常數減小，說明升高溫度平衡向逆反應方向移動，所以正方應是放熱反應。
（2）由于反應前后體積不變，所以設容器的容積是1L，則ABCD中的比值分別是，所以其中向正反應方向移動的有BCD。
（3）根據蓋斯定律可知，①－②即得到C（s）+CO₂（g）2CO（g），所以該反應的平衡常數K＝。
（4）             CO（g）+H₂O（g）H₂（g）+CO₂（g）
起始濃度（mol/L） 0.010    0.010          0       0
轉化濃度（mol/L）   x       x            x       x
平衡濃度（mol/L）0.010－x  0.010－x       x       x
則根據平衡常數表達式可知
解得x＝0.0075mol/L
則在該條件下，CO的平衡轉化率為75%
（5）             CO（g）+H₂O（g）H₂（g）+ CO₂（g）
起始濃度（mol/L） 1－x    x               0       0
轉化濃度（mol/L）（1－x）y （1－x）y    （1－x）y （1－x）y
平衡濃度（mol/L）1－x－y＋xy  x －y＋xy  （1－x）y （1－x）y
則根據平衡常數表達式可知
解得x＝y
點評：該題是高考中的常見題型，屬于中等難度的試題。試題綜合性強，側重對學生能力的培養和解題方法的指導與訓練，有利于培養學生的邏輯推理能力和抽象思維能力，提高學生靈活運用基礎知識解決實際問題的能力。