Question

【題目】工業上先將煤轉化為CO，再利用CO和水蒸氣反應制H2時，存在以下平衡：CO(g)＋H2O(g)CO2(g)＋H2(g)。

(1)平衡常數的表達式K=_________________________

(2)向1L恒容密閉容器中充入CO和H2O(g)，某溫度時測得部分數據如下表。

t/min	0	1	2	3	4
n(H2O)/mol	1.20	1.04	0.90	0.70	0.70
n(CO)/mol	0.80	0.64	0.50	0.30	0.30

則從反應開始到2min時，用H2表示的反應速率為__________；該溫度下反應的平衡常數K＝________(小數點后保留2位有效數字)。

(3)已知該反應在不同的溫度下的平衡常數數值分別為

t/℃	700	800	830	1000	1200
K	1.67	1.19	1.00	0.60	0.38

①根據表中的數據判斷，該反應為________(填“吸熱”或“放熱”)反應。

②800℃，向2L恒容密閉容器中充入1molCO(g)、1molH2O(g)、2molCO2(g)、2molH2(g)，此時v正_______v逆 (填“>”“<”或“＝”)。

Answer 1

【答案】 0.15 mol·L－1·min－1 1.19 放熱 ＜

【解析】

(1)平衡常數的表達式K=；

(2)根據表格，計算2min內CO的反應速率，根據反應速率之比等于反應計量系數之比，則v(H2)=v(CO)；反應進行到3min時，反應達到平衡狀態，列三段式計算解答；

(3)①升高溫度，平衡常數減小，平衡逆向移動，據此分析判斷。

②根據題中數據列式計算Qc，與同溫度下的平衡常數K比較，判斷反應進行的方向，進而確定正逆反應速率的大小。

(1)已知反應：CO(g)＋H2O(g)CO2(g)＋H2(g)，平衡常數的表達式K==；

(2)根據表格，則從反應開始到2min時，CO的物質的量的變化量為0.3mol，體積為1L，則CO的物質的量濃度的變化量為0.3mol/L，2min 內，v(CO)==0.15 mol·L－1·min－1.，反應速率之比等于反應計量系數之比，則v(H2)=v(CO)=0.15 mol·L－1·min－1；

反應進行到3min時，反應達到平衡狀態，列三段式：

則平衡常數K=≈1.19；

(3)①由表格數據可知，升高溫度，平衡常數減小，平衡逆向移動，則正反應為放熱反應；

②800℃，向2L恒容密閉容器中充入1molCO(g)、1molH2O(g)、2molCO2(g)、2molH2(g)，則Qc=，800℃時，K=1.19，則Qc＞K，平衡向逆向移動，則v正＜v逆。