Question

【題目】在2 L的密閉容器中，進行如下化學(xué)反應(yīng)：CO2(g)＋H2(g)CO(g)＋H2O(g)，其化學(xué)平衡常數(shù)K和溫度t的關(guān)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(yīng)為______________(填“吸熱”或“放熱”)反應(yīng)。

(2)能判斷該反應(yīng)是否達到化學(xué)平衡狀態(tài)的依據(jù)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(zhuǎn)化率為_____________，H2的體積分數(shù)為_________。

Answer 1

【答案】吸熱 BC 830 50% 25%

【解析】

(1)根據(jù)溫度對化學(xué)平衡、化學(xué)平衡常數(shù)的影響結(jié)合表格數(shù)據(jù)分析判斷；

(2)化學(xué)平衡狀態(tài)的標志：正逆反應(yīng)速率相等，各組分含量保持不變，據(jù)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(shù)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(zhì)的量之比等于化學(xué)計量數(shù)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(jié)合平衡常數(shù)K==1，分析解答。

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

(2)A、該反應(yīng)是一個反應(yīng)前后體積不變的反應(yīng)，容器中的壓強始終不變，壓強不變不能表示達到平衡狀態(tài)，故A錯誤；B、化學(xué)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(tài)，故B正確；C、化學(xué)平衡狀態(tài)的標志是v正=v逆，所以v正(H2)=v逆(H2O)表明反應(yīng)達到平衡狀態(tài)，故C正確；D、c(CO2)=c(CO)時，不能表明正逆反應(yīng)速率相等，不一定達到了平衡狀態(tài)，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(shù)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(zhì)的量之比等于化學(xué)計量數(shù)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(jié)合平衡常數(shù)K==1可知，平衡時c(CO2)=c(H2)=c(CO)=c(H2O)，根據(jù)碳元素守恒可知，平衡時n(CO2)=n(CO2)==0.5mol，故二氧化碳的轉(zhuǎn)化率為×100%=50%； n(H2)=0.5mol，則H2的體積分數(shù)×100%=25%，故答案為：830；50%；25%。