Question

13．在一定體積的密閉容器中，進行如下反應：CO₂（g）+H₂（g）?CO（g）+H₂O（g），其化學平衡常數K和溫度t的關系如下表所示：

t℃	700	800	830	1000	1200
K	0.6	0.9	1.0	1.7	2.6

回答下列問題：
（1）該反應化學平衡常數的表達式：K=$\frac{c（CO）c（{H}_{2}O）}{c（C{O}_{2}）c（{H}_{2}）}$；
（2）該反應為吸熱（填“吸熱”或“放熱”）反應；
（3）下列說法中能說明該反應達平衡狀態的是B
A．容器中壓強不變                  B．混合氣體中c（CO）不變
C．混合氣體的密度不變              D．c（CO）=c（CO₂）
E．單位時間內生成CO的分子數與生成H₂O的分子數相等
（4）為了提高H₂的轉化率，下列措施可行的是D
A．降低溫度                        B．使用催化劑
C．增大壓強                        D．循環利用和不斷補充CO₂
（5）某溫度下，各物質的平衡濃度符合下式：c（CO₂）×c（H₂）=c（CO）×c（H₂O），試判此時的溫度為830℃．

Answer 1

分析 （1）根據化學平衡常數的概念來書寫，平衡常數等于生成物平衡濃度冪次方乘積除以反應物平衡濃度冪次方乘積；
（2）根據溫度對化學平衡、化學平衡常數的影響來回答；
（3）化學平衡狀態的標志：正逆反應速率相等，各組分含量保持不變及其衍生的物理量關系分析判斷；
（4）提高H₂的轉化率，可以使平衡正向進行，根據化學平衡移動原理來回答判斷，注意只增大H₂的濃度，平衡向正反應方向移動，但H₂的轉化率會降低．
（5）某溫度下，各物質的平衡濃度符合下式：c（CO₂）．c（H₂）=c（CO）．c（H₂O），說明 K=1，由此分析解答．

解答 解：（1）因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，所以K=$\frac{c（CO）c（{H}_{2}O）}{c（C{O}_{2}）c（{H}_{2}）}$，故答案為：$\frac{c（CO）c（{H}_{2}O）}{c（C{O}_{2}）c（{H}_{2}）}$；
（2）化學平衡常數的大小只與溫度有關，升高溫度，平衡向吸熱的方向移動，由表可知：升高溫度，化學平衡常數增大，說明化學平衡正向移動，因此正反應方向吸熱，
故答案為：吸熱；
（3）A、反應是一個反應前后體積不變的反應，壓強始終不變，故A錯誤；
B、化學平衡時，各組分的濃度不隨時間的改變而改變，故B正確；
C、混合氣體的密度始終不變，故C錯誤；
D、c（CO）=c（CO₂），而不是不變，故D錯誤
E、單位時間內生成CO的分子數與生成H₂O的分子數相等，都體現的正反應方向，未體現正與逆的關系，故E錯誤；
故選B；
（4）CO₂（g）+H₂（g）?CO（g）+H₂O（g），反應是吸熱反應，
A．降低溫度，平衡向逆反應方向減小，氫氣轉化率減小，故A錯誤；
B．使用催化劑改變反應速率不改變化學平衡，故B錯誤；
C．反應前后氣體體積不變，增大壓強平衡不動，氫氣轉化率不變，故C錯誤；
D．兩種反應物增大一種會提高另一種物質的轉化率，循環利用和不斷補充CO₂，提高氫氣轉化率，故D正確；
故答案為：D．
（5）某溫度下，各物質的平衡濃度符合下式：c（CO₂）．c（H₂）=c（CO）．c（H₂O），說明 K=1，對應的溫度是830℃，故答案為：830℃．

點評 本題考查學生化學平衡成熟的含義和表達式的書寫知識，可以根據所學知識進行回答，難度不大．