Question

6．一定量的CO₂與足量的碳在體積可變的恒壓密閉容器中反應：C（s）+CO₂（g）?2CO（g）．平衡時，體系中氣體體積分數與溫度的關系如圖所示：
已知：氣體分壓（P_分）=氣體總壓（P_總）×體積分數，試回答下列問題：
（1）對該反應，△S＞0（填“＞”、“＜”或“=”，下同），△H＞0．
（2）550℃時，若充入惰性氣體，平衡正向移動（填“正向移動”、“逆向移動”或“不移動”）
（3）650℃時，反應達平衡后CO₂的轉化率為25.0%．
（4）925℃時，若氣體總壓記作P_總，用平衡分壓代替平衡濃度表示的化學平衡常數K_P的計算式為$\frac{（{P}_{總}{×96%）}^{2}}{{P}_{總}×4.0%}$．

Answer 1

分析 （1）根據產物氣體的物質的量大于反應物的物質的量來確定熵變的情況，根據溫度對化學平衡移動的影響來回答；
（2）可變的恒壓密閉容器中反應，550℃時若充入惰性氣體，相當于減小壓強，根據改反應是氣體體積增大的反應來判斷；
（3）由圖可知，650℃時，反應達平衡后CO的體積分數為40%，設開始加入的二氧化碳為1mol，根據三段式進行計算；
（4）925℃時，用平衡分壓代替平衡濃度表示的化學平衡常數K_p=$\frac{{P}^{2}（CO）}{P（C{O}_{2}）}$來回答．

解答 解：（1）根據產物氣體的物質的量大于反應物的物質的量，確定熵變大于零，根據溫度升高，產物體積分數增大，所以反應是吸熱反應，焓變是大于零的，故答案為：＞；＞；
（2）可變的恒壓密閉容器中反應，550℃時若充入惰性氣體，相當于減小壓強，則v_正，v_退均減小，又改反應是氣體體積增大的反應，則平衡正向移動，故答案為：正向移動；
（3）由圖可知，650℃時，反應達平衡后CO的體積分數為40%，設開始加入的二氧化碳為1mol，轉化了xmol，
則有C（s）+CO₂（g）?2CO（g）
開始      1          0
轉化      x          2x
平衡；   1-x         2x
所以$\frac{2x}{1-x+2x}$×100%=40%，解得x=0.25mol，則CO₂的轉化率為$\frac{0.25}{1}$×100%=25%，故答案為：25%；
（4）925℃時，CO的體積分數為96%，則CO₂的體積分數都為4%，所以用平衡分壓代替平衡濃度表示的化學平衡常數K_p=$\frac{{P}^{2}（CO）}{P（C{O}_{2}）}$=$\frac{（{P}_{總}{×96%）}^{2}}{{P}_{總}×4.0%}$，故答案為：$\frac{（{P}_{總}{×96%）}^{2}}{{P}_{總}×4.0%}$．

點評 本題考查了化學平衡圖象、閱讀題目獲取信息的能力等，難度中等，需要學生具備運用信息與基礎知識分析問題、解決問題的能力．