Question

汽車(chē)尾氣中含有CO、NO2等有毒氣體，對(duì)汽車(chē)加裝尾氣凈化裝置，可使有毒氣體相互反應(yīng)轉(zhuǎn)化為無(wú)毒氣體。汽車(chē)尾氣中CO與H2O(g)在一定條件下可以發(fā)生反應(yīng)：

CO(g)＋H2O(g)CO2(g)＋H2(g) ΔH＜0。820 ℃時(shí)在甲、乙、丙三個(gè)恒容密閉容器中，起始時(shí)按照下表進(jìn)行投料，達(dá)到平衡狀態(tài)，K＝1.0。

起始物質(zhì)的量	甲	乙	丙
n(H2O)/mol	0.10	0.20	0.20
n(CO)/mol	0.10	0.10	0.20

 

（1）該反應(yīng)的平衡常數(shù)表達(dá)式為 。

（2）平衡時(shí)，甲容器中CO的轉(zhuǎn)化率是 。比較下列容器中CO的轉(zhuǎn)化率：乙 甲；丙 甲(填“>”、“＝”或“<”)。

（3）丙容器中，若要通過(guò)改變溫度，使CO的平衡轉(zhuǎn)化率增大，則溫度需要降低才能達(dá)到，則降溫后的平衡常數(shù)K (填“增大”、“減小”或“不變”)。

 

Answer 1

（1）K＝ （2）50% > ＝ （3）增大

【解析】

試題分析：（1）化學(xué)平衡常數(shù)是在一定條件下，當(dāng)可逆反應(yīng)達(dá)到平衡狀態(tài)時(shí)，生成物濃度的冪之積和反應(yīng)物濃度的冪之積的比值，則根據(jù)CO（g）+H2O（g）CO2（g）+H2（g）可知，該反應(yīng)的平衡常數(shù)表達(dá)式為：K═。

（2）設(shè)甲容器中CO消耗的物質(zhì)的量為x

CO（g）+H2O（g）CO2（g）+H2（g）

初始量（mol）0.1 0.1 0 0

變化量（mol）x x x x

平衡量（mol）0.1-x 0.1-x x x

則K=＝1

解得x=0.5，所以甲容器中CO的轉(zhuǎn)化率=×100%=50%；

根據(jù)投料情況知道，乙相當(dāng)于在甲的基礎(chǔ)上增加了水蒸氣的投料，所以會(huì)使得一氧化碳的轉(zhuǎn)化率增大，丙裝置投料是甲裝置的2倍，對(duì)于化學(xué)反應(yīng)前后系數(shù)和不變的反應(yīng)來(lái)說(shuō)，建立的平衡是等效的，所以?xún)煞N情況下，轉(zhuǎn)化率是相等的。

③丙容器中，通過(guò)改變溫度，使CO的平衡轉(zhuǎn)化率增大，需要使化學(xué)平衡向著正向移動(dòng)，由于該反應(yīng)為放熱反應(yīng)，要增大一氧化碳的轉(zhuǎn)化率，應(yīng)該降低溫度；由于平衡向著正向移動(dòng)，反應(yīng)物濃度減小，生成物濃度增大，則該反應(yīng)的化學(xué)平衡常數(shù)增大。

考點(diǎn)：考查化學(xué)反應(yīng)速率和化學(xué)平衡移動(dòng)的影響因素以及有關(guān)化學(xué)平衡的轉(zhuǎn)化率、平衡常數(shù)的計(jì)算等