Question

【題目】在一定溫度下將3mol CO2和2mol H2混合于2L的密閉容器中，發生如下反應：CO2（g）+H2（g）CO（g）+H2O（g）

（1）該反應的化學平衡常數表達式K=_____．

（2）已知在700℃時，該反應的平衡常數K1=0.6，則該溫度下反應CO（g）+H2O（g）CO2（g）+H2（g）的平衡常數K2=_____，反應CO2（g）+H2（g）CO（g）+H2O（g）的平衡常數K3=_____．

（3）已知在1 000℃時，該反應的平衡常數K4為1.0，則該反應為_____反應（填“吸熱”或“放熱”）．

（4）能判斷該反應達到化學平衡狀態的依據是_____．

A．容器中壓強不變

B．c（CO2）=c（CO）

C．生成a mol CO2的同時消耗a mol H2

D．混合氣體的平均相對分子質量不變

（5）在1 000℃下，某時刻CO2的物質的量為2.0mol，則此時v（正）_____v（逆）（填“＞”、“=”或“＜”）．

Answer 1

【答案】 K= 1.67 0.77 吸熱 C ＞

【解析】（1）根據方程式可知該反應的化學平衡常數表達式K=c(CO)×c(H2O)/c(CO2)×c(H2)；（2）反應CO（g）+H2O（g）CO2（g）+H2（g）的平衡常數K2＝c(CO2)×c(H2)/c(CO)c(H2O)；K2=1/K1=1/0.6=1.67；反應1/2CO2（g）+1/2H2（g）1/2CO（g）+1/2H2O（g）的平衡常數K3＝＝0.77；（3）在1 000℃時，該反應的平衡常數K4為1.0，升高溫度平衡常數增大，平衡向正反應方向移動，說明正反應是吸熱反應；（4）A．該反應前后氣體的計量數之和不變，則無論是否達到平衡狀態，容器中壓強始終不變，則不能根據壓強判斷是否達到平衡狀態，A錯誤；B．c（CO2）＝c（CO），該反應可能達到平衡狀態，也可能沒有達到平衡狀態，與反應物濃度及轉化率有關，所以不能判斷是否達到平衡狀態，B錯誤；C．生成a mol CO2的同時消耗a mol H2，說明同一物質的正逆反應速率相等，該反應達到平衡狀態，C正確；D．混合氣體的質量不變、物質的量不變，所以混合氣體的平均相對分子質量始終不變，不能據此判斷是否達到平衡狀態，D錯誤；答案選C；（5）根據方程式可知

CO2（g）+H2（g）CO（g）+H2O（g）

起始濃度（mol/L） 1.5 1 0 0

反應濃度（mol/L） 0.5 0.5 0.5 0.5

某時刻濃度（mol/L）1 0.5 0.5 0.5

濃度商=0.5×0.5/1×0.5=0.5＜1，則反應向正反應方向移動，所以v（正）＞v（逆）。