Question

实施以减少能源浪费和降低废气排放为基本内容的节能减排政策，是应对全球气

候问题、建设资源节约型、环境友好型社会的必然选择。化工行业的发展必须符合国家节能减

排的总体要求。试运用所学知识，解决下列问题：

（1）已知某反应的平衡常数表达式为：，它所对应反应的化学方程式为                 。

（2）煤化工通常通过研究不同温度下的平衡常数以解决各种实际问题。已知等体

积的一氧化碳和水蒸气进入反应器时，会发生如下反应：

CO（g）+H₂O（g）H₂（g）+CO₂（g）

该反应的平衡常数随温度的变化如下表所示：

温度/℃	400	500	800
平衡常数K	9.94	9	1

①该反应的化学平衡常数表达式为K =                  。

②该反应的正反应方向是            反应（填“吸热”或“放热”）；

③若在500℃时进行，设CO和H₂O的起始浓度均为0.020mol/L，在该条件下，CO的平衡转化为              。

④800℃时,在固定容积的密闭容器中放入混合物,起始浓度为：c（CO）=0.01mol/L，c（H₂O）=0.03mol/L，

c（CO₂）=0.01mol/L，c（H₂）=0.05mol/L,则反应开始时，H₂O的消耗速率比生成速率         （填“大”、“小”或“不能确定”）。

（3）2SO₂（g）+O₂（g）2SO₃（g）反应过程中的能量变化如图所示：

又已知1molSO₂（g）氧化为1molSO₃（g）的ΔH=-99 kJ·mol^-1，

请回答下列问题：

①图中E₁、E₂分别表示                、                ，E₃的大小对该反应的反应热                （填“有”或“无”）影响。该反应通常用V₂O₅作催化剂，加V₂O₅会使图中B点          （填“升高”或“降低”）△H           （填“变大”、“变小”或“不变”）,理由是____________________。

②图中△H=          kJ·mol^-1。

Answer

（1）C（s）+H2O（g）CO（g）+H2（g）

（2）① K=c（CO2） ▪c（H2）/c（CO）▪c（H2O）；②放热； ③ 75%（3分）；④小

（3）①反应物总能量；生成物总能量；无； 降低；不变；因为催化剂可以降低反应的活化能，但不改变反应热。②-198

【解析】

试题分析：（1）根据平衡常数表达式及质量守恒定律可得C（s）+H2O（g）CO（g）+H2（g）；

（2） ①K=c（CO2） ▪c（H2）/c（CO）▪c（H2O） ； ②温度升高，K值减小，说明平衡逆向移动，正反应为放热反应；

③CO（g）+H2O（g）H2（g）+CO2（g），

开始（mol/L）： 0.02 0.02 0 0

变化（mol/L）： c c c c

平衡（mol/L）： 0.02-c 0.02-c c c

所以=9，解得c=0.015，所以CO的转化率为0.015/0.02 ×100%=75%．

④此时的浓度商Qc=（0.01×0.05）/（0.01×0.03）=5/3，大于平衡常数1，故反应向逆反应进行，故H2O的消耗速率比生成速率小，故答案为：小；

（3）①因图中E1、E2分别表示反应物总能量、生成物总能量，E3为活化能，反应热可表示为E1、E2活化能的大小之差。活化能的大小与反应热无关， 但使用V2O5作催化剂会使得反应的活化能降低活，但不改变反应热，故△H不变。②因1mol SO2（g）氧化为1mol SO3的△H=-99kJ•mol-1，所以2molSO2（g）氧化为2molSO3的△H=-198kJ•mol-1，

考点：考查了化学平衡常数、平衡常数的应用、反应过程的能量变化图以及运用盖斯定律进行反应热的计算的相关知识。