Question

9．對于可逆反應CO（g）+H₂O（g）?CO₂（g）+H₂（g）△H＜0，在850℃時，K=1．
（1）該可逆反應達到化學平衡的標志是BC（選填下列選項填空）
A．體積一定時，混合氣體的密度保持一定
B．反應容器中CO₂的百分含量保持一定
C．CO的消耗速率與H₂的消耗速率之比為1：1
D.850℃、體積一定時，混合氣體的壓強保持一定
E．混合氣體的平均相對分子質量保持一致
F．混合氣體的總物質的量保持一致
（2）若升高溫度到950℃時，達到平衡時K＜1（填“＞”、“＜”或“=”）．
（3）850℃時，若向一容積可變的密閉容器中同時充入1.0mol CO、3.0mol H₂O、1.0mol CO₂ 和x mol H₂．若
①當x=5.0時，上述平衡向逆反應（填“正反應”或“逆反應”）方向移動；
②要使上述反應開始時向正反應方向進行，則x應滿足的條件是0≤x＜3.0．

Answer 1

分析 （1）判斷平衡的關鍵有兩點：v（正）=v（逆）和各物質的濃度保持不變，依次分析；
（2）對于放熱反應，升高溫度，平衡常數減小；
（3）①反應混合物各物質的量系數相同都為1，利用物質的量代替濃度，計算濃度商Qc，根據濃度商Qc與平衡常數k的關系判斷．Qc＞k平衡向逆反應進行，Qc=k反應處于平衡狀態，Qc＜k平衡向正反應進行；
②用x表示出濃度商Q_c，平衡向正反應移動，應滿足濃度商Qc＜k，據此計算判斷；

解答 解：（1）化學平衡狀態判斷的關鍵：v（正）=v（逆）和各物質的濃度保持不變．
A．體積一定時，反應物和生成物都是氣體，混合氣體總質量m不變，所以混合氣體的密度一直不變，不能判斷已達平衡狀態，故A錯誤；
B．反應容器中CO₂的百分含量保持一定，說明v（正）=v（逆），反應已達平衡狀態，故B正確；
C．CO的消耗速率與H₂的消耗速率之比為1：1，說明v（正）=v（逆），反應已達平衡狀態，故C正確；
D.850℃、體積一定時，因為該反應前后氣體體積相等，所以混合氣體的壓強一直不變，不能判斷已達平衡狀態，故D錯誤；
E．因為該反應前后氣體體積相等，混合氣體總質量m不變，所以混合氣體的平均相對分子質量一直不變，不能判斷已達平衡狀態，故E錯誤；
F．因為該反應前后氣體體積相等，所以混合氣體的總物質的量保持一直不變，不能判斷已達平衡狀態，故F錯誤；
故答案為：BC；
（2）該反應是一個放熱反應，升高溫度，平衡常數減小，所以K＜1，故答案為：＜；
（3）①此時的濃度商Q_c=$\frac{1×5}{1×3}$=1.67，大于平衡常數1，故平衡向逆反應方向移動，故答案為：逆反應；
②平衡向正反應方向移動，濃度商小于平衡常數，即$\frac{1×x}{1×3}$＜1，解得x＜3.0，所以0≤x＜3，故答案為：0≤x＜3.0．

點評 本題考查平衡狀態判斷、平衡常數的計算與運用難度中等，注意化學平衡常數只與溫度有關，溫度不變，化學平衡常數不變．