Question

18．在2L的密閉容器中，進(jìn)行如下化學(xué)反應(yīng)：
CO₂（g）+H₂（g）?CO（g）+H₂O（g），其化學(xué)平衡常數(shù)K和溫度t的關(guān)系如下表：

t℃	600	800	830	1000	1200
K	0.25	0.9	1.0	1.7	2.6

回答下列問題：
（1）該反應(yīng)的化學(xué)平衡常數(shù)表達(dá)式為K=$\frac{c（CO）•c（{H}_{2}O）}{c（C{O}_{2}）•c（{H}_{2}）}$．
（2）該反應(yīng)為吸熱反應(yīng)（選填“吸熱”、“放熱”）．反應(yīng)達(dá)平衡后，若再通入一定量CO₂，則平衡常數(shù)K將不變，CO₂的轉(zhuǎn)化率減�。�（填“增大”、“減小”或“不變”）
（3）能判斷該反應(yīng)是否達(dá)到化學(xué)平衡狀態(tài)的依據(jù)是bc（多選扣分）．
a．容器中壓強(qiáng)不變                 b．混合氣體中 c（CO）不變
c．v正（H₂）=v逆（H₂O）          d．c（CO₂）=c（CO）
（4）若 600℃時(shí)，向容器中充入1mol CO、1mol H₂O，反應(yīng)達(dá)到平衡后，CO的轉(zhuǎn)化率是$\frac{2}{3}$．

Answer 1

分析 （1）根據(jù)平衡常數(shù)的概念寫出該反應(yīng)的化學(xué)平衡常數(shù)表達(dá)式；
（2）根據(jù)溫度對(duì)化學(xué)平衡常數(shù)的影響判斷該反應(yīng)的反應(yīng)熱；化學(xué)平衡常數(shù)只與溫度有關(guān)，溫度不變，平衡常數(shù)不變；通入二氧化碳，氫氣的轉(zhuǎn)化率增大，二氧化碳的轉(zhuǎn)化率減小；
（3）可逆反應(yīng)達(dá)到平衡狀態(tài)時(shí)，正逆反應(yīng)速率相等，各組分的濃度不再變化，據(jù)此對(duì)各選項(xiàng)進(jìn)行判斷，注意該反應(yīng)是氣體體積不變的反應(yīng)；
（4）設(shè)出CO的轉(zhuǎn)化率，600℃時(shí)該反應(yīng)的平衡常數(shù)K=0.25，利用三段式列式計(jì)算即可．

解答 解：（1）因平衡常數(shù)等于生成物的濃度冪之積除以反應(yīng)物的濃度冪之積，所以該反應(yīng)的化學(xué)平衡常數(shù)表達(dá)式為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(xué)平衡常數(shù)的大小只與溫度有關(guān)，升高溫度，平衡向吸熱的方向移動(dòng)，由表可知：升高溫度，化學(xué)平衡常數(shù)增大，說明化學(xué)平衡正向移動(dòng)，因此正反應(yīng)方向吸熱；
通入二氧化碳后，由于溫度不變，則該反應(yīng)的平衡常數(shù)不變；由于通入了二氧化碳，氫氣的轉(zhuǎn)化率增大，而二氧化碳的轉(zhuǎn)化率會(huì)減小，
故答案為：吸熱；不變；減小；
（3）a．由于該反應(yīng)是氣體體積不變的反應(yīng)，則容器內(nèi)壓強(qiáng)始終不變，所以容器中壓強(qiáng)不變，無法判斷是否達(dá)到平衡狀態(tài)，故a錯(cuò)誤；          
b．混合氣體中c（CO）不變，表明正逆反應(yīng)速率相等，該反應(yīng)達(dá)到平衡狀態(tài)，故b正確；
c．v正（H₂）=v逆（H₂O），各組分濃度不變，該反應(yīng)已經(jīng)達(dá)到平衡狀態(tài)，故c正確；       
d．c（CO₂）=c（CO），無法判斷正逆反應(yīng)速率是否相等，則無法判斷是否達(dá)到平衡狀態(tài)，故d錯(cuò)誤；
故答案為：bc；
（4）設(shè)達(dá)到平衡時(shí)CO的轉(zhuǎn)化率為x，起始時(shí)向容器中充入1mol CO、1mol H₂O，容器體積為2L，則二者起始濃度都是0.5mol/L，CO轉(zhuǎn)化的濃度為0.5xmol/L，
                CO₂（g）+H₂（g）?CO（g）+H₂O（g），
起始濃度（mol/L）：0      0        0.5     0.5
變化濃度（mol/L）：0.5x  0.5x     0.5x    0.5x
平衡濃度（mol/L）：0.5x   0.5x  0.5（1-x） 0.5（1-x），
則：K=$\frac{c（CO）•c（{H}_{2}O）}{c（C{O}_{2}）•c（{H}_{2}）}$=$\frac{0.5（1-x）×0.5（1-x）}{0.5x×0.5x}$=0.25，
解得：x=$\frac{2}{3}$，
故答案為：$\frac{2}{3}$．

點(diǎn)評(píng) 本題考查了化學(xué)平衡的計(jì)算，題目難度中等，涉及化學(xué)平衡常數(shù)、化學(xué)平衡狀態(tài)的判斷及轉(zhuǎn)化率的計(jì)算，明確化學(xué)平衡及其影響為解答關(guān)鍵，注意掌握三段式在化學(xué)計(jì)算中的應(yīng)用方法，試題培養(yǎng)了學(xué)生的化學(xué)計(jì)算能力．