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
（1）上述正向反應是

 

反應（填“放熱”或“吸熱”）．
（2）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

（3）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=

 

．
（4）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：

 

．
（5）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

考點：化學平衡建立的過程,化學平衡的計算

專題：化學平衡專題

分析：（1）根據溫度對平衡常數的影響，可判斷反應中熱量的變化；
（2）根據濃度商和平衡常數比較，可判斷；
（3）根據反應方程式之間的關系，結合平衡常數的定義計算；
（4）利用平衡常數計算出平衡時CO的濃度，再計算轉化率；
（5）根據化學方程式利用三段式計算．

解答： 解：（1）由表中數據可知，溫度越高，平衡常數的越小，即平衡逆向移動，所以該反應的正反應為放熱反應，故答案為：放熱；
（2）根據表中數據可知，800℃時，K=1，設容器體積為1，則A、Qc=

2×3

1×5

=1.2＞1，所以平衡逆向移動；
B、Qc=

1×1

2×2

=0.25＜1，所以平衡正向移動；
C、Qc=

0×0

3×3

=0＜1，所以平衡正向移動；
D、Qc=

1×1

0.5×2

=1，所以平衡不移動；
E、Qc=

2×1

3×1

=

2

3

＜1，所以平衡正向移動；
故選BCE；
（3）因為K₁=

c(CO)?c(H2)

c(H2O)

，K₂=

c(H2)?c(CO2)

c(CO)?c(H2O)

，K=

c2(CO)

c(CO2)

，所以K=

K1

K2

，故答案為：

K1

K2

；
（4）設CO平衡濃度為xmol/L，根據

(0.01-x)2

(x)2

=9，有x=0.0025，CO的平衡轉化率為

0.01-0.0025

0.01

×100%=75%，故答案為：75%；
（5）利用三段式，
                CO（g）+H₂O（g）?H₂（g）+CO₂（g）；
起始（mol）       1-x          x      0         0
轉化（mol）    y（1-x）     y（1-x）  y（1-x）   y（1-x）
平衡（mol）（1-x）?（1-y） x-y（1-x） y（1-x）   y（1-x）
根據平衡常數K=

y(1-x)?y(1-x)

(1-x)?(1-y)?[x-y(1-x)]

=1，化簡得x=y，故答案為：x．

點評：本題主要考查了影響化學平衡常數的因素、平衡常數的概念、轉化率的計算、平衡常數的應用等知識點，中等難度，解題時抓住基本概念的應用．