Question

【題目】煤化工中常需研究不同溫度下平衡常數(shù)、投料比及熱值等問題。已知：CO(g)+H2O(g)H2(g)+CO2(g)平衡常數(shù)隨溫度的變化如下表：

溫度/℃	400	500	800
平衡常數(shù)K	9.94	9	1

試回答下列問題：

（1）上述正向反應(yīng)是________反應(yīng) (填“放熱”或“吸熱”)；

（2）下列條件的改變能加快其反應(yīng)速率的是_______(選填序號)；

①升高溫度；②保持體積不變，只增加CO的質(zhì)量；③保持體積不變，充入Ne使體系壓強(qiáng)增大；④保持壓強(qiáng)不變，充入Ne使容器的體積增大

（3）在一容積為2L的密閉容器內(nèi)，充入0.2molCO與0.4molH2，發(fā)生反應(yīng)CO(g)+2H2(g) CH3OH(g)，CO的平衡轉(zhuǎn)化率與溫度，壓強(qiáng)的關(guān)系如下圖所示：

①A、B兩點對應(yīng)的壓強(qiáng)大小關(guān)系是PA________PB；(填“>”，“<”，“=”)

②A、B、C三點的平衡常數(shù)KA、KB、KC的大小關(guān)系是 ____________；

③在P1壓強(qiáng)、T1℃時，該反應(yīng)的平衡常數(shù)K=___________；

（4）T1℃、1L的密閉容器內(nèi)發(fā)生上述反應(yīng)，測得某時刻各物質(zhì)的物質(zhì)的量如下：CO：0.1mol H2：0.2mol CH3OH：0.2mol。此時v正 ____ v逆(填 >、< 或 =)。

Answer 1

【答案】放熱 ①② < KA=KB>KC 100 >

【解析】

(1)由表可知，溫度越高，平衡常數(shù)越小，反應(yīng)進(jìn)行程度越小，說明升高溫度，平衡向逆反應(yīng)移動，據(jù)此分析判斷；

(2)根據(jù)影響化學(xué)反應(yīng)速率的因素分析判斷；

(3)①反應(yīng)CO(g)+2H2(g)CH3OH(g)，是氣體體積減小的反應(yīng)，加壓反應(yīng)物轉(zhuǎn)化率增大；

②平衡常數(shù)只受溫度影響，據(jù)圖分析，隨溫度升高CO轉(zhuǎn)化率降低，說明正反應(yīng)放熱；

③P1壓強(qiáng)、T1°C時CO的轉(zhuǎn)化率為0.5，利用三段式法計算平衡常數(shù)；

(4)計算此時濃度商和平衡常數(shù)比較判斷平衡進(jìn)行的方向。

(1)由表可知，溫度越高，平衡常數(shù)越小，反應(yīng)進(jìn)行程度越小，說明升高溫度，平衡向逆反應(yīng)移動，即逆反應(yīng)為吸熱反應(yīng)，故正反應(yīng)為放熱反應(yīng)，故答案為：放熱；

(2)①升高溫度，反應(yīng)速率加快，故①選；②保持體積不變，只增加CO的質(zhì)量，CO的濃度增大，反應(yīng)速率加快，故②選；③保持體積不變，充入Ne使體系壓強(qiáng)增大，各組分的濃度不變，反應(yīng)速率不變，故③不選；④保持壓強(qiáng)不變，充入Ne使容器的體積增大，各組分的濃度變小，反應(yīng)速率減慢，故④不選；故答案為：①②；

(3)①反應(yīng)CO(g)+2H2(g)CH3OH(g)，是氣體體積減小的反應(yīng)，增大壓強(qiáng)，平衡正向移動，反應(yīng)物的轉(zhuǎn)化率增大，所以PA＜PB，故答案為：＜；

②據(jù)圖分析，隨溫度升高CO轉(zhuǎn)化率降低，說明正反應(yīng)放熱，升高溫度，平衡逆向移動，平衡常數(shù)減小，所以KA=KB＞KC，故答案為：KA=KB＞KC；

③P1壓強(qiáng)、T1°C時CO的轉(zhuǎn)化率為0.5，

CO(g)+2H2(g)CH3OH(g)

反應(yīng)前(mol/L) ：0.10.20

轉(zhuǎn)化了(mol/L)：0.050.10.05

平衡時(mol/L)：0.05 0.1 0.05

化學(xué)平衡常數(shù)K==100；故答案為：100；

(4)T1°C、1L的密閉容器內(nèi)發(fā)生上述反應(yīng)，測得某時刻各物質(zhì)的物質(zhì)的量如下：CO：0.1mol H2：0.2mol CH3OH：0.2mol，此時反應(yīng)的濃度商Qc==50＜K=100，此時v正＞v逆，故答案為：＞。