Question

8．在一定體積的密閉容器中，進(jìn)行如下化學(xué)反應(yīng)：CO₂（g）+H₂（g）═CO（g）+H₂O（g），其化學(xué)平衡常數(shù)K和溫度T的關(guān)系如下表：

t/℃	700	800	830	1　000	1　200
K	0.6	0.9	1.0	1.7	2.6

回答下列問題：
（1）該反應(yīng)為吸熱反應(yīng)（填“吸熱”、“放熱”），寫出該反應(yīng)的平衡常數(shù)表達(dá)式：K=$\frac{c（CO）c（{H}_{2}O）}{c（C{O}_{2}）c（{H}_{2}）}$
（2）能使該反應(yīng)的反應(yīng)速率增大，且平衡向正反應(yīng)方向移動的是bc．
a．及時分離出CO氣體              b．適當(dāng)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(yīng)是否達(dá)到化學(xué)平衡狀態(tài)的依據(jù)是bc．
a．容器中壓強(qiáng)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(yīng)達(dá)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）依據(jù)圖表數(shù)據(jù)分析，平衡常數(shù)隨溫度升高增大，說明溫度升高平衡正向進(jìn)行，正反應(yīng)是吸熱反應(yīng)；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(yīng)物平衡濃度冪次方乘積得到；
（2）a．及時分離出CO氣體，反應(yīng)速率減小，平衡正向移動；              
b．適當(dāng)升高溫度，反應(yīng)速率加快，平衡正向移動；
c．增大CO₂的濃度反應(yīng)速率加快，平衡正向移動；
d．選擇高效催化劑，能使該反應(yīng)的反應(yīng)速率增大，但平衡不移動；
（3）化學(xué)平衡狀態(tài)的標(biāo)志：正逆反應(yīng)速率相等；
（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，由此分析解答；
（5）依據(jù)化學(xué)平衡三段式列式和平衡常數(shù)概念計算消耗氫氣物質(zhì)的量計算得到平衡狀態(tài)下的物質(zhì)的量．

解答 解：（1）圖表數(shù)據(jù)分析，平衡常數(shù)隨溫度升高增大，說明溫度升高平衡正向進(jìn)行，正反應(yīng)是吸熱反應(yīng)；CO₂（g）+H_2（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(yīng)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(yīng)速率減小，平衡正向移動，故錯誤；              
b．適當(dāng)升高溫度，反應(yīng)速率加快，平衡正向移動，故正確；
c．增大CO₂的濃度反應(yīng)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(yīng)的反應(yīng)速率增大，但平衡不移動，故錯誤；故選bc；
（3）a、反應(yīng)是一個反應(yīng)前后體積不變的反應(yīng)，壓強(qiáng)的改變不會要引起平衡移動，故a錯誤；
b、化學(xué)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(xué)平衡狀態(tài)的標(biāo)志是v_正=v_逆，所以v_正（H₂）=v_逆（H₂O）表明反應(yīng)達(dá)到平衡狀態(tài)，故c正確；
d、c（CO₂）=c（CO）時，不能表明正逆反應(yīng)速率相等，不一定達(dá)到了平衡狀態(tài)，故d錯誤．
故選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(yīng)的溫度是830℃，故答案為：830℃．
（5）若在（3）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(yīng)達(dá)平衡時，設(shè)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，計算得到：x=1.2，反應(yīng)達(dá)平衡時，H₂的物質(zhì)的量3mol-1.2mol=1.8mol；CO₂的物質(zhì)的量為0.8mol，
故答案為：b；c．

點評 本題考查學(xué)生對平衡常數(shù)K的改變與平衡移動之間的關(guān)系的理解，以及影響化學(xué)平衡的因素，及利用平衡常數(shù)K進(jìn)行簡單的計算能力，難度不大．