Question

在一定温度下将3 mol CO₂和2 mol H₂混合于2 L的密闭容器中，发生如下反应：CO₂(g)＋H₂(g) CO(g)＋H₂O(g)

(1)该反应的化学平衡常数表达式K＝________。

(2)已知在700 ℃时，该反应的平衡常数K₁＝0.6，则该温度下反应CO(g)＋H₂O(g) CO₂(g)＋H₂(g)的平衡常数K₂＝________，反应1/2CO₂(g)＋1/2H₂(g) 1/2CO(g)＋1/2H₂O(g)的平衡常数K₃＝________。

(3)已知在1 000 ℃时，该反应的平衡常数K₄为1.0，则该反应为________反应(填“吸热”或“放热”)。

(4)能判断该反应达到化学平衡状态的依据是________。(填编号)

A．容器中压强不变                   

B．c(CO₂)＝c(CO)

C．生成a mol CO₂的同时消耗a mol H₂  

D．混合气体的平均相对分子质量不变

(5)在1 000 ℃下，某时刻CO₂的物质的量为2.0 mol，则此时v_正________v_逆(填“>”、“＝”或“<”)。该温度下反应达到平衡时，CO₂的转化率为________。

Answer

（1）；（2）1.67，0.77；（3）吸热；（4）C；（5）>，40%。

【解析】

试题（1）化学平衡常数：达到平衡，生成物浓度的幂之积与反应物浓度幂之积的比值，即K=；（2）K2=c(CO2)×c(H2)/[c(CO)×c(H2O)]=1·K－11=1.67，同理K32=K1，则K3=0.77；（3）化学平衡常数，受温度的影响，升高温度，平衡常数增大，说明向正反应方向进行，根据勒夏特列原理，正反应方向是吸热反应；（4）A、压强和物质的量成正比，因为反应前后气体的系数之和相等，反应始终，压强不变，因此不能说明达到平衡，故错误；B、投入量不同，系数相同，达到平衡时两者浓度不相等，故错误；C、不同物质的反应速率判断是否达到化学平衡，要求反应方向一正一逆，且速率之比为系数之比，生成CO2和消耗H2，反应方向一正一逆，转化都是amol，等于系数之比，因此能判断达到平衡状态，故正确；D、M=m/n，组分都是气体，气体的质量不变，反应前后气体系数相等，，因此M不变，不能作为达到平衡的标志，故错误；（5）1000℃下，CO2的物质的量为2mol，则H2、CO、H2O的物质的量为1mol，此时的浓度商Q=0.5<1，说明反应向正反应方向进行，即填写“>”，根据化学平衡常数，求出达到平衡时组分中CO2的物质的量为1.8mol，CO2的转化率为(3－1.8)/3×100%=40%。