Question

如圖1是煤化工產(chǎn)業(yè)鏈的一部分，試運用所學知識，解決下列問題：

（1）已知該產(chǎn)業(yè)鏈中某反應的平衡表達式為：K=

[H2][CO]

[H2O]

它所對應的化學反應為：

C（s）+H₂O（g）?CO（g）+H₂（g）

（2）已知在一定溫度下，各反應的平衡常數(shù)如下：
C（s）+CO₂（g）?2CO（g），K₁                　 ①
CO（g）+H₂O（g）?H₂（g）+CO₂（g），K₂  　　　　  ②
C（s）+H₂O（g）?CO（g）+H₂（g），K₃   　　　　　 ③
則K₁、K₂、K₃，之間的關系是：

K₃=K₁×K₂

．
反應①的平衡常數(shù)K隨溫度的升高而

增大

（增大/減小/不變）．
一定溫度下，在三個容積均為2L的容器中均進行著③反應，各物質(zhì)的物質(zhì)的量濃度及正逆反應速率關系如下表所示．請?zhí)顚懕碇邢鄳�的空格�?br />

容器編號	n（C）mol	n（H2O）mol	n（CO）mol	n（H2）mol	v正、v逆比較
Ⅰ	0.2	0.12	1.20	0.20	v正=v逆
Ⅱ	0.16	0.20	0.40	0.80	v正 ＞ v逆

簡述理由：

Q=

0.2×0.4

0.1

=0.8＜1=K，Q＜K 平衡向正方向進行，所以v_正＞v_逆

（3）該產(chǎn)業(yè)鏈中氨催化氧化可以制硝酸，此過程中涉及氮氧化物，如NO、NO₂、N₂O₄等．對反應N₂O₄（g）?2NO₂（g）△H＞O，在溫度為T₁、T₂時，平衡體系中N0₂的體積分數(shù)隨壓強變化曲線如圖2所示．下列說法正確的是

D

 
A．A、C兩點的反應速率：A＞C
B．A、C兩點氣體的顏色：A深，C淺
C．B、C兩點的氣體的平均相對分子質(zhì)量：B＜C
D．由狀態(tài)B到狀態(tài)A，可以用加熱的方法
（4）如果（3）中的反應達到平衡后，改變某一外界條件（不改變N₂O₄、NO₂的量），反應速率v與時間t關系如右圖所示．圖中t₄時引起平衡移動的條件可能是

增大壓強

；圖中表示平衡混合物中NO₂的含量最高的一段時間是

t₃～t₄

．

Answer 1

分析：（1）根據(jù)平衡常數(shù)的定義判斷反應的方程式；
（2）根據(jù)平衡常數(shù)的表達式推斷；計算此時的濃度商Qc，與平衡常數(shù)相比判斷反應進行方向，據(jù)此判斷速率大��；
（3）從平衡移動的角度分析各物理量的變化；
（4）根據(jù)v_正和v_逆相對大小判斷．

解答：解：（1）平衡常數(shù)為生成物的濃度冪之積除以反應物的濃度冪之積，平衡常數(shù)中，分子為生成物，分母為反應物，所以該反應的方程式為C（s）+H₂O（g）?CO（g）+H₂（g），故答案為：C（s）+H₂O（g）?CO（g）+H₂（g）；
（2）根據(jù)化學方程式可知：K₁=

c2(CO)

c(CO2)

，K₂=

c(H2)×c(CO2)

c(CO)×c(H2O)

，K₃=

c(CO)×c(H2)

c(H2O)

，所以：K₃=K₁×K；反應①是一個吸熱反應，隨著溫度的升高，平衡向正方向移動，平衡常數(shù)增大；由表中的數(shù)據(jù)可求出Q=

0.2×0.4

0.1

=0.8＜1=K，Q＜K，說明反應未達到平衡狀態(tài)，平衡向正方向進行，所以v_正＞v_逆，
故答案為：K₃=K₁×K₂；增大；＞；Q=

0.2×0.4

0.1

=0.8＜1=K，Q＜K 平衡向正方向進行，所以v_正＞v_逆；
（3）對反應N₂O₄（g）?2NO₂（g），在溫度為T₁、T₂時，平衡體系中NO₂的體積分數(shù)隨壓強變化曲線如圖2所示．則
A．A點壓強小于C點的壓強，壓強越大，反應速率越大，則反應速率：A＜C，故A錯誤；
B．增大壓強，平衡向正反應移動，但濃度的增大幅度大于轉(zhuǎn)化的程度，所以C點濃度大，顏色深，故B錯誤；
C．B、C兩點二氧化氮的體積分數(shù)相同，則混合氣體的平均相對分子質(zhì)量相同，故C錯誤；
D．在相同壓強下，升高溫度，平衡向逆反應方向移動，則二氧化氮的體積分數(shù)增大，所以由狀態(tài)B到狀態(tài)A，可以用加熱的方法，故D正確；
故答案為：D；
（4）由圖象可知，t₄時平衡向逆方向移動，改變的條件可能是增大壓強或降低壓強，再根據(jù)反應速率加快，說明改變的條件是增大壓強；由于t₄時刻平衡逆方向移動，所以t₃～t₄混合物中NO₂的含量最高，故答案為：增大壓強；t₃～t₄．

點評：本題考查化學平衡常數(shù)及影響因素、意義，反應速率計算等，難度中等，（1）中判斷有固體碳參加反應是關鍵，注意化學平衡常數(shù)大小說明反應進行程度．