Question

16．830K時，在密閉容器中發(fā)生下列可逆反應：CO（g）+H₂O（g）?CO₂（g）+H₂（g）△H＞0
試回答下列問題：
（1）請寫出該化學反應的平衡常數表達式：K=$\frac{c（C{O}_{2}）．c（{H}_{2}）}{c（CO）．c（{H}_{2}O）}$．
（2）830K溫度下，若起始時c（CO）=2mol•L^-1，c（H₂O）=3mol•L^-1，達到平衡時CO的轉化率為50%，則在該溫度下，該反應的平衡常數K=0.5．
（3）若降低溫度，該反應的K值將減小，該反應的正反應速率將減小； 該反應的逆反應速率將減小（均填“增大”“減小”或“不變”）．
（4）若要提高CO的轉化率，可采取的措施有：增大水蒸氣濃度、減小二氧化碳、減小氫氣濃度或升高溫度．
（5）830K溫度下，若起始時c（CO）=1mol•L^-1，c（H₂O）=2mol•L^-1，反應進行一段時間后，測得H₂的濃度為0.5mol•L^-1，則此時該反應是否達到平衡狀態(tài)否（填“是”與“否”），你判斷的依據是濃度商=$\frac{0.5×0.5}{0.5×1.5}$=0.33＜K，平衡正向移動．

Answer 1

分析 （1）化學平衡常數K等于生成物濃度冪之積與反應物濃度冪之積的比；
（2）830K溫度下，若起始時c（CO）=2mol•L^-1，c（H₂O）=3mol•L^-1，達到平衡時CO的轉化率為50%，則反應的c（CO）=2mol/L×50%=1mol/L，
                CO（g）+H₂O（g）?CO₂（g）+H₂（g）△H＞0
開始（mol/L）2            3                0             0
反應（mol/L）1           1                 1             1
平衡（mol/L）1           2                 1            1
化學平衡常數K=$\frac{c（C{O}_{2}）．c（{H}_{2}）}{c（CO）．c（{H}_{2}O）}$；
（3）降低溫度平衡向吸熱方向移動，正逆反應都減��；
（4）可以通過改變濃度（非CO濃度）、溫度來改變CO轉化率；
（5）CO（g）+H₂O（g）?CO₂（g）+H₂（g）△H＞0
開始（mol/L）1          2                0             0
反應（mol/L）0.5       0.5             0.5          0.5
某時刻（mol/L）0.5   1.5             0.5          0.5
先計算濃度商，根據濃度商與化學平衡常數相對大小確定反應方向，如果濃度商等于平衡常數，則該反應達到平衡狀態(tài)．

解答 解：（1）化學平衡常數K等于生成物濃度冪之積與反應物濃度冪之積的比，則該反應化學平衡常數K=$\frac{c（C{O}_{2}）．c（{H}_{2}）}{c（CO）．c（{H}_{2}O）}$；
故答案為：K=$\frac{c（C{O}_{2}）．c（{H}_{2}）}{c（CO）．c（{H}_{2}O）}$；
（2）830K溫度下，若起始時c（CO）=2mol•L^-1，c（H₂O）=3mol•L^-1，達到平衡時CO的轉化率為50%，則反應的c（CO）=2mol/L×50%=1mol/L，
                CO（g）+H₂O（g）?CO₂（g）+H₂（g）△H＞0
開始（mol/L）2            3                0             0
反應（mol/L）1           1                 1             1
平衡（mol/L）1           2                 1            1
化學平衡常數K=$\frac{c（C{O}_{2}）．c（{H}_{2}）}{c（CO）．c（{H}_{2}O）}$=$\frac{1×1}{1×2}$=0.5，
故答案為：0.5；
（3）該反應的正反應是吸熱反應，降低溫度平衡逆向移動，化學平衡常數減小，降低溫度導致活化分子百分數減小，正逆反應速率減小，
故答案為：減小；減��；減小；
（4）要提高CO轉化率，可以通過增大水蒸氣濃度、減小二氧化碳、減小氫氣濃度、升高溫度來實現，
故答案為：增大水蒸氣濃度、減小二氧化碳、減小氫氣濃度或升高溫度；
（5）CO（g）+H₂O（g）?CO₂（g）+H₂（g）△H＞0
開始（mol/L）1          2                0             0
反應（mol/L）0.5       0.5             0.5          0.5
某時刻（mol/L）0.5   1.5             0.5          0.5
濃度商=$\frac{0.5×0.5}{0.5×1.5}$=0.33＜K，平衡正向移動，反應沒有達到平衡狀態(tài)，
故答案為：否；濃度商=$\frac{0.5×0.5}{0.5×1.5}$=0.33＜K，平衡正向移動．

點評 本題考查化學平衡計算，為高頻考點，側重考查學生分析計算能力，靈活運用三段式解法是解本題關鍵，會根據濃度商與化學平衡常數相對大小確定反應方向，題目難度不大．