Question

4．在一固定容積的密閉容器中進行著如下反應：CO₂（g）+H₂（g）?CO（g）+H₂O（g），其平衡常數(shù)K和溫度t的關系如下：

t℃	700	800	850	1000	1200
K	2.6	1.7	1.0	0.9	0.6

（1）K的表達式為：K=$\frac{c（CO）．c（{H}_{2}O）}{c（C{O}_{2}）．c（{H}_{2}）}$；
（2）該反應的正反應為放熱反應（“吸熱”或“放熱”）；原因是升高溫度平衡常數(shù)減小，平衡逆向移動
（3）能判斷該反應是否已經(jīng)達到化學平衡狀態(tài)的是：D
A．混合氣體總的物質(zhì)的量不變　      B．容器中壓強不變
C．混合體系中平均摩爾質(zhì)量不變 　　 D．混合氣體中CO濃度不變
（4）在850℃時，可逆反應：CO₂（g）+H₂（g）?CO（g）+H₂O（g），在該容器內(nèi)各物質(zhì)的濃度變化如下：

時間/min	CO2 （mol/L）	H2 （mol/L）	CO （mol/L）	H2O（ mol/L）
0	0.200	0.300	0	0
2	0.138	0.238	0.062	0.062
3	c1	c2	c3	c3
4	c1	c2	c3	c3

試計算：（要求寫出簡單的計算過程）
①前2min，CO₂的平均反應速率；
②3min-4min達到平衡時CO的平衡濃度c₃（c₃精確到小數(shù)點后面三位數(shù)）．

Answer 1

分析 （1）化學平衡常數(shù)等于生成物濃度冪之積與反應物濃度冪之積的比；
（2）升高溫度，平衡向吸熱方向移動，根據(jù)溫度與化學平衡常數(shù)關系確定反應熱；
（3）可逆反應達到平衡狀態(tài)時，正逆反應速率相等，反應體系中各物質(zhì)的物質(zhì)的量、物質(zhì)的量濃度、百分含量以及由此引起的一系列物理量不變；
（4）①v（CO₂ ）=$\frac{△c}{△t}$；
②850℃時該反應化學平衡常數(shù)為1.0，根據(jù)化學平衡常數(shù)計算平衡時CO濃度．

解答 解：（1）該反應化學平衡常數(shù)K=$\frac{c（CO）．c（{H}_{2}O）}{c（C{O}_{2}）．c（{H}_{2}）}$，故答案為：K=$\frac{c（CO）．c（{H}_{2}O）}{c（C{O}_{2}）．c（{H}_{2}）}$；
（2）根據(jù)表中數(shù)據(jù)知，升高溫度化學平衡常數(shù)減小，說明平衡逆向移動，則正反應是放熱反應，
故答案為：放熱；升高溫度平衡常數(shù)減小平衡逆向移動；
（3）A．無論反應是否達到平衡狀態(tài)，混合氣體總的物質(zhì)的量始終不變，不能據(jù)此判斷平衡狀態(tài)，故錯誤；　     
 B．無論反應是否達到平衡狀態(tài)，混合氣體總物質(zhì)的量不變，容器內(nèi)壓強始終不變，所以不能據(jù)此判斷平衡狀態(tài)，故錯誤；
C．無論反應是否達到平衡狀態(tài)，混合氣體總物質(zhì)的量不變，則平均摩爾質(zhì)量始終不變，不能據(jù)此判斷平衡狀態(tài)，故錯誤；
D．混合氣體中CO濃度不變時，正逆反應速率相等，反應達到平衡狀態(tài)，故正確；
故選D；
（4）①v（CO₂ ）=$\frac{△c}{△t}$=$\frac{0.2000.138}{2}$mol/（L．min）=0.031mol/（L．min），
答：二氧化碳的平均反應速率為0.031mol/（L．min）；
②CO₂（g）+H₂（g）?CO（g）+H₂O（g），
開始（mol/L）0.200        0.300        0              0
反應（mol/L）   c₃ c₃ c₃ c₃
平衡（mol/L）（0.200-c₃）（0.300-c₃） c₃ c₃
該溫度下化學平衡常數(shù)K為1.0，則$\frac{（{c}_{3}）^{2}}{（0.200-{c}_{3}）．（0.300-{c}_{3}）}$=1.0，
c₃=0.120，
答：平衡時CO濃度為0.120mol/L．

點評 本題考查化學平衡常數(shù)計算、化學平衡狀態(tài)判斷、外界條件對化學平衡影響等知識點，側重考查學生分析判斷及計算能力，注意：化學平衡常數(shù)等于平衡時生成物濃度冪之積與反應物濃度冪之積的比，不是任意條件下的生成物濃度冪之積與反應物濃度冪之積的比，題目難度不大．