Question

14．在體積一定的密閉容器中，進行如下化學反應：

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

CO₂（g）+H₂（g）?CO（g）+H₂O（g）其化學平衡常數(shù)K和溫度t的關系如表，回答下列問題：
（1）該反應的化學平衡常數(shù)表達式為K=$\frac{c（CO）c（{H}_{2}O）}{c（C{O}_{2}）c（{H}_{2}）}$．
（2）該反應為吸熱反應（選填吸熱、放熱）．
（3）能判斷該反應是否達到化學平衡狀態(tài)的依據(jù)是bc（多選不得分）．
a．容器中壓強不變                 b．混合氣體中 c（CO）不變
c．υ_正（H₂）=υ_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）某溫度下SO₂的轉化反應的2SO_2（g）+O_2（g）?2SO_3（g）平衡常數(shù)K=532.4．
下面三個混合體系中各物質的濃度如下表：

體系	c（SO2）  mol/L	c（O2）  mol/L	c（SO3）  mol/L	濃度商
（1）	0.0600	0.400	2.000	不填
（2）	0.0960	0.300	0.500	不填
（3）	0.0862	0.263	1.020	不填

試判斷各體系反應進行的方向：體系（2）正向；體系（2）：已平衡（填正向、逆向或已平衡）．

Answer 1

分析 （1）依據(jù)化學方程式，平衡常數(shù)等于生成物的濃度的冪次方之積比上反應物濃度的冪次方之積；
（2）平衡常數(shù)隨溫度升溫增大，說明平衡正向進行，結合平衡移動原理分析判斷；
（3）平衡狀態(tài)是正逆反應速率相同，各組分含量保持不變，據(jù)此分析；
（4）根據(jù)c（CO₂）•c（H₂）=c（CO）•c（H₂O）可知，該溫度下的平衡常數(shù)為1，據(jù)此判斷；
（5）計算濃度商Qc，若Qc=K，處于平衡狀態(tài)，若Qc＜K，反應向正反應進行，若Qc＞K，反應向逆反應進行．

解答 解：（1）CO₂（g）+H₂（g）?CO（g）+H₂O（g），反應的平衡常數(shù)K=$\frac{c（CO）c（{H}_{2}O）}{c（C{O}_{2}）c（{H}_{2}）}$，故答案為：$\frac{c（CO）c（{H}_{2}O）}{c（C{O}_{2}）c（{H}_{2}）}$；
（2）圖表中平衡常數(shù)隨溫度升高增大，說明升溫平衡正向進行，正反應是吸熱反應，故答案為：吸熱；
（3）a．反應前后氣體體積不變，反應過程中和平衡狀態(tài)壓強不變，容器中壓強不變不能說明費用達到平衡狀態(tài)，故錯誤；
b．混合氣體中 c（CO）不變是平衡標志，故b正確；
c．反應速率之比等于化學方程式系數(shù)之比，是正反應速率之比，υ_正（H₂）=υ_逆（H₂O） 表面水的正逆反應速率相同，反應達到平衡狀態(tài)，故c正確；
d．c（CO₂）=c（CO）和起始量和消耗量有關，不能說明反應達到平衡狀態(tài)，故d錯誤；
故答案為：bc；
（4）根據(jù)c（CO₂）•c（H₂）=c（CO）•c（H₂O）可知，該溫度下的平衡常數(shù)K=$\frac{c（CO）c（{H}_{2}O）}{c（C{O}_{2}）c（{H}_{2}）}$=1，平衡常數(shù)只與溫度有關，故此時溫度為830℃，故答案為：830；
（5）體系（2）中濃度商Qc=$\frac{0．{5}^{2}}{0.09{6}^{2}×0.3}$=90.4＜K=532.4，反應向正反應進行；體系（3）中濃度商Qc=$\frac{1.0{2}^{2}}{0.086{2}^{2}×0.263}$=532.4=K，處于平衡狀態(tài)，故答案為：正向；已平衡．

點評 本題考查化學平衡常數(shù)的應用、化學平衡狀態(tài)的判斷，難度中等，掌握化學平衡常數(shù)的書寫與應用，注意判斷化學平衡狀態(tài)，選擇的物理量應是隨反應進行發(fā)生不變，當該物理量不再變化時，說明到達平衡狀態(tài)．