Question

（16分）煤化工中常需研究不同溫度下平衡常數(shù)、投料比及產(chǎn)率等問題。已知CO(g)＋H2O(g)H2(g)＋CO2(g)的平衡常數(shù)隨溫度的變化如下表：

溫度/℃	400	500	830	1 000
平衡常數(shù)K	10	9	1	0．6

試回答下列問題：

（1）上述反應(yīng)的正反應(yīng)是____反應(yīng)(填“放熱”或“吸熱”)，該反應(yīng)的平衡常數(shù)表達(dá)式為 。

（2）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 （填序號(hào)）。

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）

（3）在實(shí)際生產(chǎn)中，該反應(yīng)的適宜條件為 ．

A．加壓，400～500℃ 催化劑 B．加壓，830～1000℃ 催化劑

C．常壓，400～500℃ 催化劑 D．常壓，830～1000℃ 催化劑

（4）在830 ℃時(shí)，2L的密閉容器中加入4molCO(g)和6molH2O(g)，10 min后達(dá)到平衡時(shí)，CO2的平衡濃度為___________，用H2濃度變化來表示的平均反應(yīng)速率為____________， CO的轉(zhuǎn)化率是_________。

（5）為使該反應(yīng)的反應(yīng)速率增大且平衡向正反應(yīng)方向移動(dòng)的是___________（填字母序號(hào)）．

a．增大CO濃度 b．升高溫度

c．將生成物分離出去 d．使用高效催化劑

 

Answer 1

（1）放熱；K= c（ H 2）c（CO2）/c（CO）c（H2O ） （2）ｂｃ （3）C （4）1．2 mol/L， 0．12mol/(L·min) 60％。 （5）a

【解析】

試題解析：（1）由于溫度升高，該反應(yīng)的化學(xué)平衡常數(shù)減小，平衡向著逆向移動(dòng)，正向反應(yīng)是放熱反應(yīng)；根據(jù)反應(yīng)CO（g）+H2O（g）?H2（g）+CO2（g）及化學(xué)平衡常數(shù)表達(dá)式，K=；（2）反應(yīng)前后氣體體積不變，壓強(qiáng)始終不會(huì)變化，所以壓強(qiáng)不變，無法判斷是否達(dá)到平衡狀態(tài)，故a錯(cuò)誤；濃度不變，反應(yīng)達(dá)到了化學(xué)平衡狀態(tài)，故b正確；正逆反應(yīng)速率相等，各組分濃度不變，達(dá)到了化學(xué)平衡狀態(tài)，故c正確；濃度相等，不能判斷各組分濃度是否不變，無法判斷是否達(dá)到平衡狀態(tài)，故d錯(cuò)誤；（3）該反應(yīng)正向是氣體總量不變的放熱反應(yīng)，可在常壓及較低的溫度下進(jìn)行，故可選C；（4）設(shè)建立平衡時(shí)消耗cmol/LCO，則：

CO(g)＋H2O(g)H2(g)＋CO2(g)（4）（5）

初始濃度（mol/L）：2 3 0 0

變化濃度（mol/L）：c c c c

平衡濃度（mol/L）：2-c 3-c c c

則K==1，解得c=1．2 mol/L，CO2的平衡濃度=1．2 mol/L，用H2濃度變化來表示的平均反應(yīng)速率==0．12mol/(L·min)， CO的轉(zhuǎn)化率=×100%= 60％；（5）增大CO濃度，可使正反應(yīng)速率增大且平衡向正向移動(dòng)，故a正確；升高溫度可使正反應(yīng)速率增大且平衡向逆向移動(dòng)，故b錯(cuò)誤；將生成物分離出去可使逆反應(yīng)速率減小且平衡向正向移動(dòng)，故c錯(cuò)誤；使用高效催化劑可使正逆反應(yīng)速率同等程度增大，平衡不移動(dòng)，故d錯(cuò)誤。

考點(diǎn)：化學(xué)平衡