Question

16．在一定溫度下將足量的炭和2mol水蒸氣混合于1L的密閉容器中，發生如下反應：C（s）+H₂O（g）?CO（g）+H₂（g），
（1）該反應平衡常數K的表達式K=$\frac{c（CO）c（{H}_{2}）}{c（{H}_{2}O）}$
（2）已知在700℃時，該反應的平衡常數K₁=0.6，1 000℃時，該反應的平衡常數K₂為1.0，則該反應為的△H＞0（填“＜0”或“＞0”）．
（3）能判斷該反應達到化學平衡狀態的依據是ABD．（填編號）
A、容器中氣體的密度不變      B、生成a mol CO的同時消耗a mol H₂
C、c（H₂O）=c（CO）             D、混合氣體的平均相對分子質量不變
（4）在1 000℃下，某時刻CO的物質的量為1.0mol，則此時v_正=v_逆（填“＞”、“=”或“＜”），此時H₂O（g）的轉化率為50%．

Answer 1

分析 （1）平衡常數等于生成物的濃度冪之積除以反應物的濃度冪之積，注意C為固體；
（2）升高溫度，平衡常數增大，說明平衡正向移動；
（3）達到平衡時，正逆反應速率相等，各物質的濃度不變，以此衍生的物理量不變，以此判斷；
（4）在1 000℃下，某時刻CO的物質的量為1.0mol，此時K=1，計算各物質的量濃度冪，與K相比較，可判斷是否達到平衡狀態，并計算轉化率．

解答 解：（1）C為固體，K=$\frac{c（CO）c（{H}_{2}）}{c（{H}_{2}O）}$，故答案為：K=$\frac{c（CO）c（{H}_{2}）}{c（{H}_{2}O）}$；
（2）升高溫度，平衡常數增大，說明平衡正向移動，則反應為吸熱反應△H＞0，故答案為：＞0；
（3）A、碳為固體，容器中氣體的密度不變，可說明達到平衡狀態，故A正確；      
B、生成a mol CO的同時消耗a mol H₂，說明正逆反應速率相等，可說明達到平衡狀態，故B正確；
C、c（H₂O）=c（CO），不能說明濃度不變，不能說明達到平衡狀態，故C錯誤；
D、混合氣體的平均相對分子質量不變，可說明氣體的質量不變，說明達到平衡狀態，故D正確．
故答案為：ABD；
（4）在1 000℃下，某時刻CO的物質的量為1.0mol，則
                  C（s）+H₂O（g）?CO（g）+H₂（g）
起始（mol/L）             2               0              0
轉化（mol/L）             1               1              1
平衡（mol/L）             1               1              1
$\frac{1×1}{1}$=1，說明達到平衡狀態，
則v_正=v_逆，
此時H₂O（g）的轉化率為$\frac{1}{2}×100%$=50%，
故答案為：=；50%．

點評 本題考查了化學平衡的有關計算，為高頻考點，側重于學生的分析能力和計算能力的考查，難度不大，明確“三段式”法是化學平衡計算常用的解題方法，應熟練掌握．