Question

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

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

試回答下列問題：

（1）上述反應的正反應是________反應(填“放熱”或“吸熱”)。

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

（3）830℃時，在恒容反應器中發生上述反應，按下表中的物質的量投入反應混合物，其中向逆反應方向進行的有______(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，在2 L的密閉容器中加入4 mol CO(g)和6 mol H2O(g)達到平衡時，H2(g)的體積分數是__________。

Answer 1

【答案】放熱增大增大AC24%

【解析】

依據平衡常數隨溫度的變化結合平衡移動原理分析判斷反應的熱量變化，根據表中數據可知，溫度升高平衡常數減小，說明平衡向逆反應方向移動，正反應為放熱反應；溫度升高，反應速率增大，平衡向逆反應方向移動，壓強增大；根據830℃時，平衡常數k=1，依據濃度計算和平衡常數比較判斷；根據830℃時，平衡常數k=1，運用三段式求解。

（1）根據表中數據可知，溫度升高平衡常數減小，說明平衡向逆反應方向移動，正反應為放熱反應；（2）反應是放熱反應，溫度升高，反應速率增大，平衡向逆反應方向移動，反應前后氣體體積不變，等容容器中壓強之比等于溫度之比，所以壓強增大；（3）根據830℃時，平衡常數k=1計算，設容器體積為V，則有：Q=＞1，反應向逆反應方向移動，A正確；Q=＜1，反應向正反應方向移動，B錯誤；Q=＞1，反應向逆反應方向移動，C正確； Q=＜1，反應向正反應方向移動，D錯誤。故答案為AC；（4）設反應消耗xmol/L CO，依據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

化學平衡常數K==1，解得x=1.2mol/L，則H2(g)的體積分數為×100%=24%。