Question

5．在一定體積的密閉容器中，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℃	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(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）．
（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（多選不得分）．
a．容器中壓強(qiáng)不變                 b．混合氣體中 c（CO）不變
c．υ_正（H₂）=υ_逆（H₂O）          d．c（CO₂）=c（CO）
（4）某溫度下，平衡濃度符合下式：c（CO₂）•c（H₂）=c（CO）•c（H₂O），試判斷此時(shí)的溫度為830℃．
（5）某溫度下SO₂的轉(zhuǎn)化反應(yīng)的2SO_2（g）+O_2（g）?2SO_3（g）平衡常數(shù)K=532.4．
下面三個(gè)混合體系中各物質(zhì)的濃度如下表：

體系	c（SO2）  mol/L	c（O2）  mol/L	c（SO3）  mol/L	濃度商
（1）	0.0600	0.400	2.000	不填
（2）	0.0960	0.300	0.500	不填
（3）	0.0862	0.263	1.020	不填

試判斷各體系中反應(yīng)進(jìn)行的方向：
體系（1）逆向體系（2）正向體系（3）已平衡（填正向、逆向或已平衡）．

Answer 1

分析 （1）化學(xué)平衡常數(shù)是指：一定溫度下，可逆反應(yīng)到達(dá)平衡時(shí)，生成物的濃度系數(shù)次冪之積除以反應(yīng)物的濃度系數(shù)次冪之積，固體、純液體不需要在化學(xué)平衡常數(shù)中寫出；
（2）由表中數(shù)據(jù)可知，溫度越高化學(xué)平衡常數(shù)越大，說明升高溫度平衡向正反應(yīng)移動(dòng)，升高溫度平衡向吸熱反應(yīng)方向移動(dòng)；
（3）可逆反應(yīng)到達(dá)平衡時(shí)，同種物質(zhì)的正逆速率相等，各組分的濃度、含量保持不變，由此衍生的其它一些量不變，判斷平衡的物理量應(yīng)隨反應(yīng)進(jìn)行發(fā)生變化，該物理量由變化到不變化說明到達(dá)平衡；
（4）某溫度下，平衡濃度符合下式：c（CO₂）•c（H₂）=c（CO）•c（H₂O），則平衡常數(shù)K=1；
（5）計(jì)算濃度商Qc，若Qc=K，處于平衡狀態(tài)，若Qc＜K，反應(yīng)向正反應(yīng)進(jìn)行，若Qc＞K，反應(yīng)向逆反應(yīng)進(jìn)行．

解答 解：（1）CO₂（g）+H₂（g）?CO（g）+H₂O（g）的平衡常數(shù)表達(dá)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）由表中數(shù)據(jù)可知，溫度越高化學(xué)平衡常數(shù)越大，說明升高溫度平衡向正反應(yīng)移動(dòng)，正反應(yīng)是吸熱反應(yīng)，故答案為：吸熱；
（3）a．反應(yīng)氣體氣體物質(zhì)的量不變，恒溫恒容下，容器中壓強(qiáng)始終不變，故a錯(cuò)誤；
b．混合氣體中 c（CO）不變，說明反應(yīng)得到平衡，故b正確；
c．υ_正（H₂）=υ_逆（H₂O）說明氫氣的生成速率與消耗速率相等，反應(yīng)到達(dá)平衡，故c正確
d．CO₂、CO的平衡濃度關(guān)系，與二氧化碳的轉(zhuǎn)化率有關(guān)，平衡時(shí)濃度不一定相等，故d錯(cuò)誤，
故選：bc；
（4）某溫度下，平衡濃度符合下式：c（CO₂）•c（H₂）=c（CO）•c（H₂O），則平衡常數(shù)K=1，則此時(shí)的溫度為830℃，
故答案為：830；
（5）體系（1）中濃度商Qc=$\frac{{2}^{2}}{0.0{6}^{2}×0.4}$=2777.8＞K=532.4，反應(yīng)向逆反應(yīng)進(jìn)行；
體系（2）中濃度商Qc=$\frac{0．{5}^{2}}{0.09{6}^{2}×0.3}$=90.4＜K=532.4，反應(yīng)向正反應(yīng)進(jìn)行；
體系（3）中濃度商Qc=$\frac{1.0{2}^{2}}{0.086{2}^{2}×0.263}$=532.4=K，處于平衡狀態(tài)，
故答案為：逆向；正向；已平衡．

點(diǎn)評(píng) 本題考查化學(xué)平衡有關(guān)計(jì)算、平衡狀態(tài)判斷、平衡常數(shù)及其應(yīng)用，注意判斷平衡的物理量應(yīng)隨反應(yīng)進(jìn)行發(fā)生變化，該物理量由變化到不變化說明到達(dá)平衡．