Question

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与温度t的关系如下：

T/℃	700	800	830	1000	1200
K	0.6	0.9	1.0	1.7	2.6

  请回答下列问题：
（1）该反应的化学平衡常数表达式K＝                   。
（2）该反应为         反应。（填“吸热”或“放热”）
（3）800℃时，固定容积的密闭容器中放入混合物，起始浓度为c(CO)＝0.01 mol·L^－1，c(H₂O)＝0.03 mol·L^－1，c(CO₂)＝0.01 mol·L^－1，c(H₂)＝0.05 mol·L^－1，则反应开始时，H₂O的消耗速率比生成速率           （填“大”、“小”或“不能确定”）
（4）830℃时，在1L的固定容积的密闭容器中放入2mol CO₂和1mol H₂，平衡后CO₂的转化率为            ，H₂的转化率为            。

Answer 1

（1）KK＝；（2）吸热；（3）小；（4）CO₂的转化率为1/3,H₂的转化率为2/3。

本题是对化学平衡常数含义及平衡转化率的考查。解决此类问题要紧扣平衡常数的概念。由平衡常数的含义知该反应的平衡常数K的表达式为K＝；可逆反应的平衡常数一般只随温度的改变而改变，吸热反应的平衡常数随温度升高而增大，放热反应的平衡常数随温度升高而减小；由表中的数据知该反应随温度的升高而增大，可推知升高温度，平衡向正反应方向移动，所以该反应为吸热反应。把起始浓度代入平衡常数的表达式中，其比值小于800℃时的K值，则反映将向正反应方向移动，H₂O的消耗速率比生成速率小；830℃时，平衡常数为，设反应中转化的CO₂浓度为x，则反映过程中的物质浓度的变化情况为：
CO₂(g) ＋  H₂(g)   CO(g) ＋  H₂O(g)
起始时（mol·L^－1）    2          1             0          0
转化了（mol·L^－1）    x          x             x          x
平衡时（mol·L^－1）   2－x       1－x           x          x
依据平衡常数的关系可得：（2－x）（1－x）＝x·x，解得x＝2/3，则平衡后CO₂的转化率为1/3,H₂的转化率为2/3。