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(nèi)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(fā)生上述反應，按下表中的物質(zhì)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(shù)是__________。

Answer 1

【答案】放熱增大增大AC24%

【解析】

依據(jù)平衡常數(shù)隨溫度的變化結合平衡移動原理分析判斷反應的熱量變化，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(jù)830℃時，平衡常數(shù)k=1，依據(jù)濃度計算和平衡常數(shù)比較判斷；根據(jù)830℃時，平衡常數(shù)k=1，運用三段式求解。

（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(jù)830℃時，平衡常數(shù)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(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

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