煤化工中常需研究不同温度下平衡常数、投料比及热值等问题．已知：CO（g）+H2O（g）═H2（g）+CO2（g）平衡常数随温度的变化如下表：温度/℃400500800平衡常数Kc9.9491试回答

Question

煤化工中常需研究不同温度下平衡常数、投料比及热值等问题．已知：CO（g）+H₂O（g）═H₂（g）+CO₂（g）平衡常数随温度的变化如下表：

温度/℃	400	500	800
平衡常数Kc	9.94	9	1

试回答下列问题：
（1）该反应为______反应（填放热或吸热），在800℃发生上述反应，以表中的物质的量投入恒容反应器，其中向正反应方向移动的有______（选填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

（2）在1L密闭容器中通入10mol CO和10mol水蒸气，在500℃下经过30s达到平衡，则30s内CO的平均反应速率为______．
（3）已知在一定温度下，C（s）+CO₂（g）═2CO（g）平衡常数K的表达式

(c2(CO))/(c(CO2))

(c2(CO))/(c(CO2))

；
C（s）+H₂O（g）═CO（g）+H₂（g）  平衡常数K₁；
CO（g）+H₂O（g）═H₂（g）+CO₂（g）平衡常数K₂；
则K、K₁、K₂之间的关系是：

K=(K1)/(K2)

K=(K1)/(K2)

；
（4）某温度下C（s）+CO₂（g）═2CO（g）能判断该反应达到化学平衡状态的依据是______．
A．c（CO₂）=c（CO）        B．容器中的压强不变      C． v_正（CO）=2v_正（CO₂）
D．c（CO）保持不变          E．混合气体相对分子质量不变
（5）如图1所示，在甲、乙两容器中都充入1mol C和1mol CO₂，并使甲、乙两容器初始容积相等．在相同温度下发生反应C（s）+CO₂（g）═2CO（g），并维持反应过程中温度不变．已知甲容器中CO₂的转化率随时间变化的图象如图2所示，请在图2中画出乙容器中CO₂的转化率随时间变化的图象．

Answer 1

（1）由表可知，温度越高，平衡常数越小，反应进行程度越小，平衡向逆反应移动，升高温度平衡向吸热方向移动，故正反应为放热反应；反应在同一容器内进行，体积相同，方程式中各物质的化学计量数都是1，所以在计算中均可用物质的量数值代替浓度数值，800℃时反应平衡常数为1．
A、k=(2×3)/(1×5)=(6)/(5)，大于1，反应向逆反应进行，故A错误；
B、k=(1×1)/(2×2)=(1)/(4)，小于1，反应向正反应进行，故B正确；
C、开始只有CO、H₂，反应向正反应进行，故C正确；
D、k=(1×1)/(0.5×2)=1，处于平衡状态，故D错误；
E、k=(2×1)/(3×1)=(2)/(3)，小于1，反应向正反应进行，故E正确；
故答案为：放热，BCE；
（2）设平衡时，氢气的浓度为xmol/L，则二氧化碳的浓度为xmol/L，一氧化碳和水蒸气的浓度为（10-x）mol/L，则k=(x×x)/((10−x)×(10−x))=9，x=7.5，参加反应的一氧化碳的浓度为：7.5mol/L，故30s内CO的平均反应速率为(7.5mol/L)/(30s)=0.25mol/（L•S），
故答案为：0.25mol/（L•S）；
（3）反应①C（s）+CO₂（g） 2CO（g）平衡常数K=(c2(CO))/(c(CO2))；
反应②C（s）+H₂O（g） CO（g）+H₂（g）平衡常数K₁=(c(H2)c(CO))/(c(H2O))，
反应③CO（g）+H₂O（g）H₂（g）+CO₂（g） 平衡常数K₂=(c(H2)c(CO2))/(c(CO)c(H2O))，
反应②-反应③得反应①，所以K=(K1)/(K2)．
故答案为：(c2(CO))/(c(CO2))，K=(K1)/(K2)；
（4）A．c（CO₂）=c（CO）不能判断化学平衡状态，和起始量有关，故A错误；
B．该反应为反应前后气体体积不等的反应，故容器中的压强不变可作为判断是否达到化学平衡状态的依据，故B正确；
C． v_正（CO）=2v_正（CO₂），不能作为平衡状态的判据，故C错误；
D．c（CO）保持不变，可作为判断是否达到化学平衡状态的依据，故D正确；
E．混合气体相对分子质量不变，可作为判断是否达到化学平衡状态的依据，故E正确，
故答案为：BDE；
（5）C（s）+CO₂（g） 2CO（g），随着反应的进行，甲中压强逐渐增大，而乙是恒压，故乙相对于甲而言，相当于减小压强，平衡正向移动，化学反应速率减慢，二氧化碳的转化率增大，故乙容器中CO₂的转化率随时间变化的图象为：

作业帮用户 2017-09-20