Question

4．一定溫度下的密閉容器中存在如下反應：CO（g）+H₂O（g）?CO₂（g）+H₂（g）△H＜0．已知CO（g）和H₂O（g）的起始濃度均為2mol•L^-1，經測定該反應在該溫度下的平衡常數K=1．
（1）寫出反應的化學平衡常數表達式$\frac{[C{O}_{2}]•[{H}_{2}]}{[CO]•[{H}_{2}O]}$．升高溫度，化學平衡常數減小（填“增大”“減小”或“不變”）．
（2）當CO轉化率為25%時，則該反應B
A、達到化學平衡狀態(tài)           B、未平衡，向正反應方向進行
C、未平衡，向逆反應方向進行    D、無法判斷
（3）當CO的起始濃度仍為2mol•L^-1，H₂O（g）的起始濃度為6mol•L^-1，則平衡時CO的轉化率為75%．

Answer 1

分析 （1）化學平衡常數K=$\frac{生成物濃度系數冪次方}{反應物濃度系數冪次方}$，該反應放熱，升溫平衡逆向移動；
（2）根據化學反應進行到某個狀態(tài)時的濃度熵和化學平衡常數之間的大小關系來回答；
（3）溫度不變時，K不變?yōu)?，根據三段式計算平衡時CO的濃度，再計算物質的轉化率．

解答 解：（1）化學平衡常數K=$\frac{生成物濃度系數冪次方}{反應物濃度系數冪次方}$=$\frac{[C{O}_{2}]•[{H}_{2}]}{[CO]•[{H}_{2}O]}$，該反應放熱，升溫平衡逆向移動，化學平衡常數減小，故答案為：$\frac{[C{O}_{2}]•[{H}_{2}]}{[CO]•[{H}_{2}O]}$；減��；
（2）當CO轉化率為25%時，
         CO（g）+H₂O（g）?CO₂（g）+H₂（g）
初始濃度：2      2         0       0
變化濃度：0.5   0.5      0.5      0.5
末態(tài)濃度：1.5   1.5      0.5      0.5
此時濃度熵Qc=$\frac{0.5×0.5}{1.5×1.5}$=$\frac{1}{9}$＜1，所以不是平衡狀態(tài)，化學反應會向正向進行，
故答案為：B；
（3）當CO的起始濃度仍為2mol•L^-1，H₂O（g）的起始濃度為6mol•L^-1，設平衡時CO的轉化的濃度為xmol•L^-1，
         CO（g）+H₂O（g）?CO₂（g）+H₂（g）
初始濃度：2       6        0        0
變化濃度：x       x        x        x
末態(tài)濃度：2-x    6-x       x        x
則$\frac{{x}^{2}}{（2-x）•（6-x）}$=1，解得x=1.5，所以CO的轉化率為$\frac{1.5}{2}$×100%=75%，
故答案為：75%．

點評 本題考查了化學平衡的計算、化學平衡常數以及轉化率的計算知識，把握三段式的計算方法的應用是關鍵，題目難度中等，側重于計算能力的考查．