Question

在一定體積的密閉容器中，進行如下化學反應：CO₂(g)＋H₂(g)CO(g)＋H₂O(g)，其化學平衡常數(shù)K與溫度t的關系如下：

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

  請回答下列問題：
（1）該反應的化學平衡常數(shù)表達式K＝                   。
（2）該反應為         反應。（填“吸熱”或“放熱”）
（3）800℃時，固定容積的密閉容器中放入混合物，起始濃度為c(CO)＝0.01 mol·L^－1，c(H₂O)＝0.03 mol·L^－1，c(CO₂)＝0.01 mol·L^－1，c(H₂)＝0.05 mol·L^－1，則反應開始時，H₂O的消耗速率比生成速率           （填“大”、“小”或“不能確定”）
（4）830℃時，在1L的固定容積的密閉容器中放入2mol CO₂和1mol H₂，平衡后CO₂的轉化率為            ，H₂的轉化率為            。

Answer 1

（1）KK＝；（2）吸熱；（3）�。唬�4）CO₂的轉化率為1/3,H₂的轉化率為2/3。

本題是對化學平衡常數(shù)含義及平衡轉化率的考查。解決此類問題要緊扣平衡常數(shù)的概念。由平衡常數(shù)的含義知該反應的平衡常數(shù)K的表達式為K＝；可逆反應的平衡常數(shù)一般只隨溫度的改變而改變，吸熱反應的平衡常數(shù)隨溫度升高而增大，放熱反應的平衡常數(shù)隨溫度升高而減小；由表中的數(shù)據(jù)知該反應隨溫度的升高而增大，可推知升高溫度，平衡向正反應方向移動，所以該反應為吸熱反應。把起始濃度代入平衡常數(shù)的表達式中，其比值小于800℃時的K值，則反映將向正反應方向移動，H₂O的消耗速率比生成速率��；830℃時，平衡常數(shù)為，設反應中轉化的CO₂濃度為x，則反映過程中的物質濃度的變化情況為：
CO₂(g) ＋  H₂(g)   CO(g) ＋  H₂O(g)
起始時（mol·L^－1）    2          1             0          0
轉化了（mol·L^－1）    x          x             x          x
平衡時（mol·L^－1）   2－x       1－x           x          x
依據(jù)平衡常數(shù)的關系可得：（2－x）（1－x）＝x·x，解得x＝2/3，則平衡后CO₂的轉化率為1/3,H₂的轉化率為2/3。