Question

【題目】在一定溫度下將3 mol CO2和2 mol H2混合于2 L的密閉容器中，發生如下反應：CO2(g)＋H2(g) CO(g)＋H2O(g)

(1)該反應的化學平衡常數表達式K＝________。

(2)已知在700 ℃時，該反應的平衡常數K1＝0.6，則該溫度下反應CO(g)＋H2O(g) CO2(g)＋H2(g)的平衡常數K2＝________，反應1/2CO2(g)＋1/2H2(g) 1/2CO(g)＋1/2H2O(g)的平衡常數K3＝________。

(3)已知在1 000 ℃時，該反應的平衡常數K4為1.0，則該反應為________反應(填“吸熱”或“放熱”)。

(4)能判斷該反應達到化學平衡狀態的依據是________。(填編號)

A．容器中壓強不變

B．c(CO2)＝c(CO)

C．生成a mol CO2的同時消耗a mol H2

D．混合氣體的平均相對分子質量不變

(5)在1 000 ℃下，某時刻CO2的物質的量為2.0 mol，則此時v正________v逆(填“>”、“＝”或“<”)。該溫度下反應達到平衡時，CO2的轉化率為________。

Answer 1

【答案】（1）；（2）1.67，0.77；（3）吸熱；（4）C；（5）>，40%。

【解析】

試題（1）化學平衡常數：達到平衡，生成物濃度的冪之積與反應物濃度冪之積的比值，即K=；（2）K2=c(CO2)×c(H2)/[c(CO)×c(H2O)]=1·K－11=1.67，同理K32=K1，則K3=0.77；（3）化學平衡常數，受溫度的影響，升高溫度，平衡常數增大，說明向正反應方向進行，根據勒夏特列原理，正反應方向是吸熱反應；（4）A、壓強和物質的量成正比，因為反應前后氣體的系數之和相等，反應始終，壓強不變，因此不能說明達到平衡，故錯誤；B、投入量不同，系數相同，達到平衡時兩者濃度不相等，故錯誤；C、不同物質的反應速率判斷是否達到化學平衡，要求反應方向一正一逆，且速率之比為系數之比，生成CO2和消耗H2，反應方向一正一逆，轉化都是amol，等于系數之比，因此能判斷達到平衡狀態，故正確；D、M=m/n，組分都是氣體，氣體的質量不變，反應前后氣體系數相等，，因此M不變，不能作為達到平衡的標志，故錯誤；（5）1000℃下，CO2的物質的量為2mol，則H2、CO、H2O的物質的量為1mol，此時的濃度商Q=0.5<1，說明反應向正反應方向進行，即填寫“>”，根據化學平衡常數，求出達到平衡時組分中CO2的物質的量為1.8mol，CO2的轉化率為(3－1.8)/3×100%=40%。