Question

已知下列兩個(gè)反應(yīng)：
反應(yīng)Ⅰ：CO₂（g）+H₂（g）?CO（g）+H₂O（g）△H₁
反應(yīng)Ⅱ：CO₂（g）+H₂O（g）?CO₂（g）+H₂（g）△H₂
（1）相同溫度下，若上述反應(yīng)I的化學(xué)平衡常數(shù)為K₁，反應(yīng)Ⅱ的化學(xué)平衡常數(shù)為K₂，那么K₁?K₂=

1

．
（2）反應(yīng)Ⅰ的化學(xué)平衡常數(shù)墨和溫度t的關(guān)系如表一所示：
表一：

t/℃	700	800	850	1000	1200
K1	0.6	0.9	1.0	1.7	2.6

該反應(yīng)的△H₁

＞

0（填“＞”、“＜”或“=”）．
（3）如果上述反應(yīng)Ⅰ以CO和H₂O（g）為起始反應(yīng)物，在T℃時(shí)CO和H₂O（g）的濃度變化如圖所示，且密閉容器的容積為1L₀，那么0～4min的平均反應(yīng)速率v（CO）=

0.03

mol（L?min），對(duì)照“表一”可知T=

850

℃．
（4）某溫度下，反應(yīng)I的化學(xué)平衡常數(shù)為2.25．在該溫度下，向甲、乙、丙三個(gè)恒容密閉容器中通入CO₂ （g）和H₂（g），這兩種物質(zhì)的起始濃度如表二所示：
表二：

起始濃度	甲	乙	丙
c（CO2）（mol/L）	0.01	0.02	0.02
c（H2）（mol/L）	0.01	0.01	0.02

反應(yīng)速率最大的是

丙

（填“甲”、“乙”或“丙”）；平衡時(shí)，H₂轉(zhuǎn)化率最大的是

乙

（填“甲”、“乙”或“丙”），丙中H₂的轉(zhuǎn)化率為

60%

．

Answer 1

分析：（1）反應(yīng)Ⅰ和反應(yīng)Ⅱ是溫度相同條件下方向相反的反應(yīng)，平衡常數(shù)互為倒數(shù)，依據(jù)平衡常數(shù)概念計(jì)算分析；
（2）依據(jù)圖表數(shù)據(jù)分析，平衡常數(shù)隨溫度升高增大，平衡正向進(jìn)行，反應(yīng)是吸熱反應(yīng)；
（3）分析圖象得到一氧化碳的變化濃度，結(jié)合化學(xué)反應(yīng)速率概念計(jì)算得到一氧化碳的反應(yīng)速率，計(jì)算平衡濃度得到平衡常數(shù)，對(duì)比表中平衡常數(shù)得到溫度；
（4）丙中的二氧化碳和氫氣的濃度都最大．而反應(yīng)溫度相同，故丙中反應(yīng)速率最大；甲、丙為等效平衡，而乙中二氧化碳的濃度大于氫氣的濃度，所以乙中氫氣的轉(zhuǎn)化率最大，依據(jù)化學(xué)平衡來(lái)計(jì)算平衡濃度得到平衡常數(shù)和氫氣的轉(zhuǎn)化率．

解答：解：（1）反應(yīng)Ⅰ和反應(yīng)Ⅱ是溫度相同條件下方向相反的反應(yīng)，反應(yīng)的平衡常數(shù)互為倒數(shù)，則K₁?K₂=1，故答案為：1；
（2）由表格中溫度與化學(xué)平衡常數(shù)的關(guān)系可知，溫度越高，平衡常數(shù)越大，即升高溫度平衡正向進(jìn)行，正反應(yīng)是吸熱反應(yīng)，△H₁＞0，故答案為：＞；
（3）圖象分析可知一氧化碳的反應(yīng)速率v（CO）=

0.20mol/L-0.08mol/L

4min

=0.03mol/L?min；
化學(xué)平衡三段式列式計(jì)算平衡濃度，結(jié)合平衡常數(shù)概念計(jì)算的平衡常數(shù)，和圖表數(shù)據(jù)比較得到溫度；圖表分析得到數(shù)據(jù)，平衡時(shí)，c（CO）=0.08mol/L；c（H₂O）=0.18mol/L，c（CO₂）=0.12mol/L；c（H₂）=0.12mol/L；平衡常數(shù)K=

0.18×0.08

0.12×0.12

=1.0，對(duì)比圖表可知溫度為850℃；
故答案為：0.03；850；
（4）丙中的二氧化碳和氫氣的濃度都最大．而反應(yīng)溫度相同，故丙中反應(yīng)速率最大；甲、丙為等效平衡，而乙中二氧化碳的濃度大于氫氣的濃度，所以乙中氫氣的轉(zhuǎn)化率最大，設(shè)丙中平衡時(shí)一氧化碳的濃度為xmol/L，二氧化碳濃度為（0.02-x）mol/L，氫氣的濃度為（0.02-x）mol/L，水的濃度為xmol/L，平衡常數(shù)K=

x2

(0.02-x)2

=2.25，計(jì)算得到x=0.012mol/L，即氫氣的濃度為0.008mol/L，丙中氫氣的轉(zhuǎn)化率=

0.02-0.008

0.02

×100%=60%，
故答案為：丙；乙；60%．

點(diǎn)評(píng)：本題考查了化學(xué)平衡的分析判斷，平衡計(jì)算方法的應(yīng)用，平衡常數(shù)，轉(zhuǎn)化率概念的計(jì)算分析，掌握基礎(chǔ)是解題關(guān)鍵，題目難度中等．