在一定体积的密闭容器中,进行如下化学反应:CO(g)+H2O (g)⇌CO2(g)+H2(g),其化学平衡常数K和温度t的关系如表:
在一定体积的密闭容器中,进行如下化学反应:CO(g)+H2O (g)⇌CO2(g)+H2(g),其化学平衡常数K和温度t的关系如表:
t℃ | 700 | 800 | 830 | 1000 | 1200 |
K | 1.7 | 1.1 | 1.0 | 0.6 | 0.4 |
回答下列问题:(1)该反应的化学平衡常数表达式为K=______ , 该反应为______反应(填吸热或放热).若改变条件使平衡向正反应方向移动,则平衡常数______(填序号) ①一定不变 ②一定减小 ③可能增大 ④增大、减小、不变皆有可能(2)能判断该反应是否达到化学平衡状态的依据是______ . (a)容器中压强不变 (b)混合气体中c(CO)不变(c)v逆(H2)=v正(H2O) (d)c(CO)=c(CO2)(3)将不同量的CO (g) 和H2O (g) 分别通入到体积为2L的恒容密闭容器中,进行反应CO (g)+H2O (g)⇌CO2(g)+H2(g),得到如表三组数据:
实验组 | 温度/℃ | 起始量/mol | 平衡量/mol | 达到平衡所需时间/min | ||
H2O | CO | CO2 | CO | |||
A | 650 | 2 | 4 | 1.6 | 2.4 | 5 |
B | 900 | 1 | 2 | 0.4 | 1.6 | 3 |
C | 1000 | 1 | 2 | c | d | t |
①实验B中平衡时H2O (g)的物质的量是______ . ②通过计算可知,CO的转化率实验A______实验B(填“大于”、“等于”或“小于”).③若实验C中达到平衡所需时间 t______3(填“大于”、“等于”或“小于”)
【答案】(1)
;放热;③
(2)bc
(3)0.6mol;大于;小于
【解析】解:(1)反应的化学方程式为CO(g)+H2O (g)⇌CO2(g)+H2(g),则K=
,由表中数据可知升高温度平衡常数减小,说明正反应放热,平衡正向移动,如温度不变,则平衡常数不变,如降温,则平衡常数增大,正向移动,平衡常数不可能减小,只有③正确,所以答案是:K=
; 放热;③;(2)(a)反应前后气体的体积不变,无论是否达到平衡状态,容器中压强都不变,不能判断是否达到平衡状态,故错误;
(b)混合气体中c(CO)不变,可说明达到平衡状态,故正确;(c)v逆(H2)=v正(H2O),说明正逆反应速率相等,达到平衡状态,故正确;(d)c(CO)=c(CO2),不能说明是否达到平衡状态,故错误.所以答案是:b c;(3)①实验B中平衡时CO2的物质的量为0.4mol,可知消耗0.4molH2O,可计算平衡时H2O (g)的物质的量为1mol﹣0.4mol=0.6mol,所以答案是:0.6mol;②实验A中CO的转化率为
=0.8,实验B中CO的转化率为
=0.2,则A的转化率大于B,所以答案是:大于;③B与C相比较,二者起始物质的量相同,但C的温度较高,反应速率较大,则C用的时间较小,所以答案是:小于.
【考点精析】本题主要考查了化学平衡状态本质及特征和化学平衡状态的判断的相关知识点,需要掌握化学平衡状态的特征:“等”即 V正=V逆>0;“动”即是动态平衡,平衡时反应仍在进行;“定”即反应混合物中各组分百分含量不变;“变”即条件改变,平衡被打破,并在新的条件下建立新的化学平衡;与途径无关,外界条件不变,可逆反应无论是从正反应开始,还是从逆反应开始,都可建立同一平衡状态(等效);状态判断:①v(B耗)=v(B生)②v(C耗):v(D生)=x : y③c(C)、C%、n(C)%等不变④若A、B、C、D为气体,且m+n≠x+y,压强恒定⑤体系颜色不变⑥单位时间内某物质内化学键的断裂量等于形成量⑦体系平均式量恒定(m+n ≠ x+y)等才能正确解答此题.
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