Question

18．在一定體積的密閉容器中，進行如下化學反應：CO₂（g）+H₂（g）?CO（g）+H₂O（g），其化學平衡常數(shù)K和溫度T的關系如下表：

t/℃	700	800	830	1000	1200
K	0.6	0.9	1.0	1.7	2.6

回答下列問題：
（1）該反應為吸熱反應（填“吸熱”、“放熱”），寫出該反應的平衡常數(shù)表達式：K=$\frac{c（CO）c（{H}_{2}O）}{c（C{O}_{2}）c（{H}_{2}）}$．
（2）能使該反應的反應速率增大，且平衡向正反應方向移動的是bc．
a．及時分離出CO氣體          b．適當升高溫度
c．增大CO₂的濃度             d．選擇高效催化劑
（3）能判斷該反應是否達到化學平衡狀態(tài)的依據(jù)是bc．
a．容器中壓強不變             b．混合氣體中 c（CO）不變
c．v_正（H₂）=v_逆（H₂O）        d．c（CO₂）=c（CO）
（4）某溫度下，平衡濃度符合下式：c（CO₂）•c（H₂）=c（CO）•c（H₂O），試判斷此時的溫度為830℃．
（5）若在（4）所處的溫度下，在1L的密閉容器中，加入2molCO₂和3molH₂充分反應達平衡時，H₂的物質(zhì)的量為b，CO₂的物質(zhì)的量為c．
a．等于1.0mol                     b．大于1.0mol
c．大于0.5mol，小于1.0mol          d．無法確定．

Answer 1

分析 （1）由數(shù)據(jù)可知，平衡常數(shù)隨溫度升高增大，說明溫度升高平衡正向進行；CO₂（g）+H₂（g）?CO（g）+H₂O（g），平衡常數(shù)是利用生成物平衡濃度的冪次方乘積除以反應物平衡濃度冪次方乘積得到；
（2）a．及時分離出CO氣體，反應速率減�。�
b．適當升高溫度，反應速率加快，且該反應為吸熱反應；
c．增大CO₂的濃度，反應物濃度增大；
d．選擇高效催化劑，平衡不移動；
（3）結(jié)合平衡的特征“等、定”及衍生的物理量判定平衡狀態(tài)；
（4）某溫度下，各物質(zhì)的平衡濃度符合下式：c（CO₂）•c（H₂）=c（CO）•c（H₂O），說明 K=1；
（5）若在（4）所處的溫度下，在1L的密閉容器中，加入2mol CO₂和3mol H₂充分反應達平衡時，設氫氣消耗物質(zhì)的量為x；
                         CO₂（g）+H₂（g）?CO（g）+H₂O（g）
起始量（mol/L）  2              3             0            0
變化量（mol/L）  x               x             x            x
平衡量（mol/L）  2-x           3-x            x           x
K=$\frac{{x}^{2}}{（2-x）（3-x）}$=1，以此來解答．

解答 解：（1）由圖表數(shù)據(jù)可知，平衡常數(shù)隨溫度升高增大，說明溫度升高平衡正向進行，正反應是吸熱反應；CO₂（g）+H₂（g）?CO（g）+H₂O（g），平衡常數(shù)是利用生成物平衡濃度的冪次方乘積除以反應物平衡濃度冪次方乘積得到，K=$\frac{c（CO）c（{H}_{2}O）}{c（C{O}_{2}）c（{H}_{2}）}$，
故答案為：吸熱；$\frac{c（CO）c（{H}_{2}O）}{c（C{O}_{2}）c（{H}_{2}）}$；
（2）a．及時分離出CO氣體，反應速率減小，平衡正向移動，故錯誤；
b．適當升高溫度，反應速率加快，平衡正向移動，故正確；
c．增大CO₂的濃度反應速率加快，平衡正向移動，故正確；
d．選擇高效催化劑，能使該反應的反應速率增大，但平衡不移動，故錯誤；
故答案為：bc；
（3）a、反應是一個反應前后體積不變的反應，壓強的改變不會要引起平衡移動，故a錯誤；
b、化學平衡時，各組分的濃度不隨時間的改變而改變，故b正確；
c、化學平衡狀態(tài)的標志是v_正=v_逆，所以v_正（H₂）=v_逆（H₂O）表明反應達到平衡狀態(tài)，故c正確；
d、c（CO₂）=c（CO）時，不能表明正逆反應速率相等，不一定達到了平衡狀態(tài)，故d錯誤；
故答案為：bc；
（4）某溫度下，各物質(zhì)的平衡濃度符合下式：c（CO₂）•c（H₂）=c（CO）•c（H₂O），說明 K=1，對應的溫度是830℃，
故答案為：830；
（5）若在（4）所處的溫度下，在1L的密閉容器中，加入2mol CO₂和3mol H₂充分反應達平衡時，設氫氣消耗物質(zhì)的量為x；
                         CO₂（g）+H₂（g）?CO（g）+H₂O（g）
起始量（mol/L）  2              3             0            0
變化量（mol/L）  x               x             x            x
平衡量（mol/L）  2-x           3-x            x           x
K=$\frac{{x}^{2}}{（2-x）（3-x）}$=1，解得x=1.2，反應達平衡時，H₂的物質(zhì)的量3mol-1.2mol=1.8mol，選b；CO₂的物質(zhì)的量為0.8mol，選c，
故答案為：b；c．

點評 本題考查化學平衡的計算，為高頻考點，把握化學平衡三段法、平衡移動為解答的關鍵，側(cè)重分析與計算能力的考查，注意K只與溫度有關及表格數(shù)據(jù)應用，題目難度不大．