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表：

溫度/℃	400	500	800
平衡常數K	9.94	9	1

試回答下列問題：
（1）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

（2）已知在一定溫度下，C（s）+CO₂（g）?2CO（g）平衡常數為K；
C（s）+H₂O（g）?CO（g）+H₂（g）平衡常數為K₁；CO（g）+H₂O（g）?H₂（g）+CO₂（g）平衡常數為K₂；則K、K₁、K₂之間的關系是

 

．
（3）在V L密閉容器中通入10mol CO和10mol水蒸氣，在T℃達到平衡，然后急速通過堿石灰，將所得混合氣體燃燒，測得放出的熱量為2 842kJ（已知CO燃燒熱為283kJ?mol^-1，H₂燃燒熱為286kJ?mol^-1），則T℃平衡常數K=

 

．

Answer 1

考點：化學平衡的影響因素,化學平衡常數的含義,化學平衡的計算

專題：化學平衡專題

分析：（1）由表可知，溫度越高，平衡常數越小，反應進行程度越小，平衡向逆反應移動，升高溫度平衡向吸熱方向移動；反應在同一容器內進行，體積相同，方程式中各物質的化學計量數都是1，所以在計算中均可用物質的量數值代替濃度數值，求出此時的濃度商Q_c，平衡向正反應方向移動，濃度商小于平衡常數；
（2）根據化學平衡常數的定義進行解答；
（3）CO、H₂的物質的量各為10mol，根據燃燒放出的熱量求出CO、H₂各自的物質的量，利用三段式法求出平衡時各組分的物質的量，代入平衡常數計算．

解答： 解：（1）由表可知，溫度越高，平衡常數越小，反應進行程度越小，平衡向逆反應移動，升高溫度平衡向吸熱方向移動，故正反應為放熱反應；反應在同一容器內進行，體積相同，方程式中各物質的化學計量數都是1，所以在計算中均可用物質的量數值代替濃度數值，800℃時反應平衡常數為1．
A、Q=

2×3

1×5

=

6

5

，大于1，反應向逆反應進行，故A錯誤；
B、Q=

1×1

2×2

=

1

4

，小于1，反應向正反應進行，故B正確；
C、開始只有CO、H₂，反應向正反應進行，故C正確；
D、Q=

1×1

0.5×2

=1，處于平衡狀態，故D錯誤；
E、Q=

2×1

3×1

=

2

3

，小于1，反應向正反應進行，故E正確；
故答案為：BCE；
（2）反應①C（s）+CO₂（g）?2CO（g）平衡常數K=

c2(CO)

c(CO2)

；
反應②C（s）+H₂O（g）?CO（g）+H₂（g）平衡常數K₁=

c(H2)c(CO)

c(H2O)

，
反應③CO（g）+H₂O（g）?H₂（g）+CO₂（g） 平衡常數K₂=

c(H2)c(CO2)

c(CO)c(H2O)

，
反應②-反應③得反應①，所以K=

K1

K2

．
故答案為：

K1

K2

；
（3）由方程式CO（g）+H₂O（g）?H₂（g）+CO₂（g）可知，有1molCO反應則生成1molH₂，開始通入10molCO，所以平衡時，CO、H₂的物質的量共為10mol．則平均燃燒熱為

2842KJ

10mol

=284.2kJ/mol，
利用平均值法計算CO、H₂的物質的量之比，設CO、H₂物質的量為x、y；
x+y=10
283x+286y=2842
計算得到x=6mol，y=4mol；
利用三段式法求出平衡時各組分的物質的量，
       CO（g）+H₂O（g）?H₂（g）+CO₂（g），
起始：10mol   10mol       0        0
轉化：4mol   4mol       4mol      4mol
平衡：6mol    6mol      4mol      4mol
所以T℃時反應的平衡常數為K=

c(H2)c(CO2)

c(CO)c(H2O)

=

4×4

6×6

=

4

9

，
故答案為：

4

9

．

點評：本題主要考查平衡常數及其計算、影響化學平衡的因素、化學平衡的標志．主要是利用燃燒熱計算平衡常數的方法應用，難度較大，掌握基礎是關鍵．