Question

【題目】煤化工中常需研究不同溫度下平衡常數(shù)、投料比及產(chǎn)率等問(wèn)題。已知CO(g)＋H2O(g)H2(g)＋CO2(g)的平衡常數(shù)隨溫度的變化如下表：

溫度/℃	400	500	830	1000
平衡常數(shù)/K	10	9	1	0.6

試回答下列問(wèn)題：

（1）上述反應(yīng)的正反應(yīng)是________反應(yīng)(填“放熱”或“吸熱”)。

（2）某溫度下，上述反應(yīng)達(dá)到平衡后，保持容器體積不變升高溫度，逆反應(yīng)速率________(填“增大”、“減小”或“不變”)，容器內(nèi)混合氣體的壓強(qiáng)________(填“增大”、“減小”或“不變”)。

（3）830℃時(shí)，在恒容反應(yīng)器中發(fā)生上述反應(yīng)，按下表中的物質(zhì)的量投入反應(yīng)混合物，其中向逆反應(yīng)方向進(jìn)行的有______(選填字母).

	A	B	C	D
n(CO2)/mol	3	2.4	3.2	1
n(H2)/mol	2	1.5	2.5	1
n(CO)/mol	1	2	3.5	0.5
n(H2O)/mol	5	2	2	2

（4）在830℃時(shí)，在2 L的密閉容器中加入4 mol CO(g)和6 mol H2O(g)達(dá)到平衡時(shí)，H2(g)的體積分?jǐn)?shù)是__________。

Answer 1

【答案】放熱增大增大AC24%

【解析】

依據(jù)平衡常數(shù)隨溫度的變化結(jié)合平衡移動(dòng)原理分析判斷反應(yīng)的熱量變化，根據(jù)表中數(shù)據(jù)可知，溫度升高平衡常數(shù)減小，說(shuō)明平衡向逆反應(yīng)方向移動(dòng)，正反應(yīng)為放熱反應(yīng)；溫度升高，反應(yīng)速率增大，平衡向逆反應(yīng)方向移動(dòng)，壓強(qiáng)增大；根據(jù)830℃時(shí)，平衡常數(shù)k=1，依據(jù)濃度計(jì)算和平衡常數(shù)比較判斷；根據(jù)830℃時(shí)，平衡常數(shù)k=1，運(yùn)用三段式求解。

（1）根據(jù)表中數(shù)據(jù)可知，溫度升高平衡常數(shù)減小，說(shuō)明平衡向逆反應(yīng)方向移動(dòng)，正反應(yīng)為放熱反應(yīng)；（2）反應(yīng)是放熱反應(yīng)，溫度升高，反應(yīng)速率增大，平衡向逆反應(yīng)方向移動(dòng)，反應(yīng)前后氣體體積不變，等容容器中壓強(qiáng)之比等于溫度之比，所以壓強(qiáng)增大；（3）根據(jù)830℃時(shí)，平衡常數(shù)k=1計(jì)算，設(shè)容器體積為V，則有：Q=＞1，反應(yīng)向逆反應(yīng)方向移動(dòng)，A正確；Q=＜1，反應(yīng)向正反應(yīng)方向移動(dòng)，B錯(cuò)誤；Q=＞1，反應(yīng)向逆反應(yīng)方向移動(dòng)，C正確； Q=＜1，反應(yīng)向正反應(yīng)方向移動(dòng)，D錯(cuò)誤。故答案為AC；（4）設(shè)反應(yīng)消耗xmol/L CO，依據(jù)題意建立如下三段式：

CO(g)＋H2O(g)H2(g)＋CO2(g)

c(起) 2 3 0 0

c(變) x x x x

c（平）(2—x) (3—x) x x

化學(xué)平衡常數(shù)K==1，解得x=1.2mol/L，則H2(g)的體積分?jǐn)?shù)為×100%=24%。