Question

17．在一定溫度下，將3mol CO₂和2mol H₂混合于2L的密閉容器中，發生如下反應：
CO₂（g）+H₂（g）═CO（g）+H₂O（g）．
（1）該反應的化學平衡常數表達式K=$\frac{c（CO）×c（{H}_{2}O）}{c（C{O}_{2}）×c（{H}_{2}）}$．
（2）已知在700℃時，該反應的平衡常數K₁=0.5，則該溫度下反應CO（g）+H₂O（g）═CO₂（g）+H₂（g）的平衡常數K₂=2，反應$\frac{1}{2}$CO₂（g）+$\frac{1}{2}$H₂（g）═$\frac{1}{2}$CO（g）+$\frac{1}{2}$H₂O（g）的平衡常數K₃=0.71．
（3）已知在1000℃時，該反應的平衡常數K₄=1.0，則該反應為吸熱反應（填“吸熱”或“放熱”）．
（4）在1000℃下，某時刻CO₂的物質的量為2mol，則此時v（正）＞v（逆）（填“＞”、“=”或“＜”）．

Answer 1

分析 （1）化學平衡常數是指：一定溫度下，可逆反應到達平衡時，生成物的濃度系數次冪之積與反應物的濃度系數次冪之積的比，固體、純液體不需要在化學平衡常數中寫出；
（2）相同溫度下，CO（g）+H₂O（g）═CO₂（g）+H₂（g）的平衡常數與CO₂（g）+H₂（g）═CO（g）+H₂O（g）的平衡常數互為倒數；
反應$\frac{1}{2}$CO₂（g）+$\frac{1}{2}$H₂（g）═$\frac{1}{2}$CO（g）+$\frac{1}{2}$H₂O（g）的平衡常數為CO₂（g）+H₂（g）═CO（g）+H₂O（g）的平衡常數的平方根；
（3）升高溫度平衡常數增大，說明升高溫度平衡正向移動，則正反應為吸熱反應；
（4）計算此時濃度商Qc，若Qc=K，處于平衡狀態，若Qc＜K，反應向正反應進行，若Qc＞K，反應向逆反應進行．

解答 解：（1）CO₂（g）+H₂（g）═CO（g）+H₂O（g）的化學平衡常數表達式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）700℃時，CO₂（g）+H₂（g）═CO（g）+H₂O（g）的平衡常數K₁=0.5，相同溫度下，CO（g）+H₂O（g）═CO₂（g）+H₂（g）的平衡常數K₂=$\frac{1}{0.5}$=2，反應$\frac{1}{2}$CO₂（g）+$\frac{1}{2}$H₂（g）═$\frac{1}{2}$CO（g）+$\frac{1}{2}$H₂O（g）的平衡常數K₃=$\sqrt{0.5}$=0.71，
故答案為：2；0.71；
（3）升高溫度平衡常數增大，說明升高溫度平衡正向移動，則正反應為吸熱反應，
故答案為：吸熱；
（4）在1000℃下，某時刻CO₂的物質的量為2mol，則：
            CO₂（g）+H₂（g）═CO（g）+H₂O（g）
起始量（mol）：3       2       0       0
變化量（mol）：1       1       1       1
某時刻（mol）：2       1       1       1
此時濃度商Qc=$\frac{1×1}{2×1}$=0.5＜K=，反應向正反應進行，則v（正）＞v（逆），
故答案為：＞．

點評 本題考查化學平衡常數表達式、平衡常數計算與應用，掌握化學平衡常數的用途：1、判斷反應進行的程度，2、判斷反應的熱效應，3、判斷反應進行的方向，4、計算轉化率等．