在一定体积的密闭容器中进行如下化学反应:CO2(g)+H2(g)CO(g)+H2O(g),其化学平衡常数(K)...
问题详情:
在一定体积的密闭容器中进行如下化学反应:CO2(g)+H2(g) CO(g)+H2O(g),其化学平衡常数(K)和温度(t)的关系如下表所示:
t/℃ | 700 | 800 | 830 | 1 000 | 1 200 |
K | 0.6 | 0.9 | 1.0 | 1.7 | 2.6 |
回答下列问题:
(1)该反应的化学平衡常数表达式为K=________。
(2)该反应为________(填“吸热”或“放热”)反应,理由是__________。
(3)能判断该反应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正(H2)=v逆(H2O) D.c(CO2)=c(CO)
(4)某温度下,平衡浓度符合下式:c(CO2)·c(H2)=c(CO)·c(H2O),试判断此时的温度为______℃。
(5)在800 ℃时,发生上述反应,某一时刻测得容器内各物质的浓度分别为c(CO2)为2 mol·L-1,c(H2)为1.5 mol·L-1,c(CO)为1 mol·L-1,c(H2O)为3 mol·L-1,则下一时刻,反应向_____(填“正向”或“逆向”)进行。
【回答】
【*】 (1). c(CO)∙c(H2O)/c(CO2)∙c(H2) (2). 吸热 (3). 温度升高,K值增大,平衡向正反应方向移动 (4). BC (5). 830 (6). 逆向
【解析】
【分析】
根据温度对化学平衡的影响判断平衡常数与温度的关系;根据化学平衡的本质(正逆反应速率相等)或特征(各物质的物质的量或浓度保持不变)判断平衡标志;根据相同温度下浓度商与平衡常数的关系判断可逆反应的方向。
【详解】(1)化学平衡常数是在一定条件下,当可逆反应达到平衡状态时,生成物浓度的幂之积和反应物浓度的幂之积的比值,则反应CO2(g)+H2(g)CO(g)+H2O(g)的化学平衡常数表达式K=。
(2)题中表格数据表明,随着温度升高,该反应平衡常数K增大。据平衡移动原理,升温平衡右移,正反应吸热。
(3)题中反应气体分子总数不变,据pV=nRT,恒温恒容时容器内压强必然不变,即“容器中压强不变”不一定是化学平衡状态;当“混合气体中c(CO)不变”时,其它三种成分的浓度也不变,必为化学平衡状态;不论是否平衡,v正(H2)=v正(H2O),则“v正(H2)=v逆(H2O)”时v正(H2O)=v逆(H2O),必为化学平衡状态;“c(CO2)=c(CO)”不一定是化学平衡状态,故选BC。
(4)某温度下,平衡浓度符合c(CO2)·c(H2)=c(CO)·c(H2O),则K==1,表中对应温度为830℃。
(5)在800 ℃时发生上述反应,由某时刻容器内各物质的浓度可求得该时刻浓度商Qc===1>K=0.9,故反应逆向进行。
【点睛】可逆反应中,同种物质表示的正、逆反应速率相等,或不同物质表示的正、逆反应速率之比等于化学计量数之比,都是化学平衡状态。
知识点:化学反应速率 化学平衡
题型:综合题
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