Question

（1）在一個容積固定的反應器中，有一可左右滑動的密封隔板，兩側分別進行如圖所示的可逆反應．各物質的起始加入量如下：A、B和C均為4.0mol、D為6.5mol、F為2.0mol，設E為x mol．當x在一定范圍內變化時，均可以通過調節(jié)反應器的溫度，使兩側反應都達到平衡，并且隔板恰好處于反應器的正中位置．請?zhí)顚懸韵驴瞻祝?br />
①若x=4.5，則右側反應在起始時向

 

  （填“正反應“或“逆反應“）方向進行．欲使起始反應維持向該方向進行，則x的最大取值應小于

 

．
②若x分別為4.5和5.0，則在這兩種情況下，當反應達平衡時，A的物質的量是否相等？

 

    （填“相等“、“不相等“或“不能確定“）．其理由是：

 

．
（2）830K時，在密閉容器中發(fā)生下列可逆反應：
CO（g）+H₂O（g）?CO₂（g）+H₂（g）；△H＜0   試回答下列問題：
①若起始時c（CO）=2mol?L^-1，c（H₂O）=3mol?L^-1，達到平衡時CO的轉化率為60%，則在該溫度下，該反應的平衡常數(shù)K=

 

；
②在相同溫度下，若起始時c（CO）=2mol?L^-1，c（H₂O）=2mol?L^-1，反應進行一段時間后，測得H₂的濃度為0.5mol?L^-1，則此時v_（正）

 

v_（逆）（填“大于”“小于”或“等于”），達到平衡時CO的轉化率為

 

；
③若降低溫度，該反應的K值將

 

（填“增大”“減小”或“不變”，下同），該反應的化學反應速率將

 

．

Answer 1

考點：化學平衡的計算,化學平衡的影響因素

專題：化學平衡專題

分析：（1）①左右兩部分溫度、體積、壓強相同，平衡時，兩反應混合氣體的總的物質的量相同，左邊反應前后氣體體積不變，平衡后混合氣體的總的物質的量為4.0mol×3=12mol，所以右邊平衡時混合氣體的總的物質的量為12mol，由此判斷右邊反應向哪個方向進行；
令達平衡時E的消耗量為2a摩，求出平衡時各組分的物質的量，利用反應混和物總的物質的量為12mol列出等式，再利用可逆反應反應物不能完全反應列不等式，聯(lián)立求解．
②這兩種情況是在兩個不同溫度下達到化學平衡的，平衡狀態(tài)不同，所以A的物質的量也不同；
（2）①根據(jù)三段式解題法，求出反應混合物各組分濃度的變化量、平衡時各組分的濃度，代入平衡常數(shù)表達式計算平衡常數(shù)；
②計算常數(shù)的濃度商Qc、平衡常數(shù)，與平衡常數(shù)比較判斷反應進行方向；據(jù)①中的平衡常數(shù)，利用三段式法計算平衡時各物質濃度，計算轉化率，據(jù)此解答；
③該反應是放熱反應，降低溫度，平衡向著正向移動，K值增大，反應速率減�。�

解答： 解：（1）①左右兩部分溫度、體積、壓強相同，平衡時，兩反應混合氣體的總的物質的量相同，左邊反應前后氣體體積不變，平衡后混合氣體的總的物質的量為4.0mol×3=12mol，所以右邊平衡時混合氣體的總的物質的量為12mol，x=4.5時右邊開始總的物質的量為6.5mol+2.0mol+4.5mol=13mol，大于12mol，所以反應向體積減小的方向進行，即向正反應方向進行；
設達平衡時E的消耗量為2a mol．
D+?2E?2F，
起始（mol）：6.5 x 2.0
變化（mol）：a 2a 2a
平衡（mol）：6.5-a x-2a 2.0+2a
因左側反應混合物總的物質的量為12 mol所以達平衡時，右側反應需滿足：?
（6.5-a）+（x-2a）+（2.0+2a）=12 且 x-2a＞0
即

x=3.5+a x＞2a

解之得，x＜7.0?
故答案為：正反應；7.0；
②兩種情況下，反應到達平衡時反應混合物總的物質的量為12mol，所以這兩種情況是在兩個不同溫度下達到化學平衡的，平衡狀態(tài)不同，所以A物質的量也不同．
故答案為：不相等；因為這兩種情況是在兩個不同溫度下達到化學平衡的，平衡狀態(tài)不同，所以物質的量也不同；
（2）①平衡時CO的轉化率為60%，則CO的濃度變化量=2mol/L×60%=1.2mol/L，則：
              CO（g）+H₂O（g）?CO₂（g）+H₂（g）
起始（mol/L）：2       3        0        0
變化（mol/L）：1.2    1.2      1.2       1.2
平衡（mol/L）：0.8    1.8      1.2       1.2
故平衡常數(shù)K=

1.2×1.2

0.8×1.8

=1，
故答案為：1；
②在相同溫度下（850℃），若起始時c（CO）=1mol?L^-1，c（H₂O）=2mol?L^-1，反應進行一段時間后，測得H₂的濃度為0.5mol?L^-1，則：
              CO（g）+H₂O（g）═CO₂（g）+H₂ （g）
開始（mol/L）：1       2        0       0
變化（mol/L）：0.5    0.5      0.5     0.5
一段時間（mol/L）：0.5 1.5      0.5      0.5
濃度商Qc=

0.5×0.5

0.5×1.5

=

1

3

＜1，故平衡向正反應進行，此時v_（正）＞v_（逆），
假設平衡時，轉化的CO濃度為x，則有
                    CO（g）+H₂O（g）═CO₂（g）+H₂ （g）
開始（mol/L）：1       2       0          0
變化（mol/L）：x        x       x        x
一段時間（mol/L）：1-x       2-x     x         x
相同溫度下，化學平衡常數(shù)相同，有

x2

(1-x)×(2-x)

=1
解的x=

2

3

，
CO的轉化率α（CO）=

2

3

×100%=66.7%，
故答案為：大于；66.7%；
③溫度降低，該反應是放熱反應，化學平衡向著正向移動，二氧化碳和氫氣濃度增大，一氧化碳和水的濃度減小，平衡常數(shù)K增大；降低溫度，反應速率減小，
故答案為：增大；減�。�

點評：本題考查化學平衡常數(shù)及影響因素、影響化學平衡的因素、化學平衡圖象與計算等，難度中等，（2）②中注意分析各物質的濃度變化量關系，確定概念改變的條件．難度中等，關鍵在于確定右側反應到達平衡時反應混合物總的物質的量．