低碳经济呼唤新能源和清洁环保能源．煤化工中常需研究不同温度下

问题问答题

低碳经济呼唤新能源和清洁环保能源．煤化工中常需研究不同温度下的平衡常数、投料比及热值等问题．已知：CO（g）+H₂O（g）⇌H₂（g）+CO₂（g）△H=a kJ•mol^-1的平衡常数随温度的变化如下表：

温度/℃	400	427	700	800
平衡常数	9.94	9	b	0.64

（1）a______0 （填“＜”或“＞”）．若到达平衡后升高温度，则CO的转化率将______，正反应速率______（填“增大”、“减小”或“不变”）．

（2）若在427℃时进行，且CO、H₂O的起始浓度均为0.01mol/L，在该条件下，CO的最大转化率为______．

（3）700℃时，向容积为2L的密闭容器中充入一定量的CO和H₂O，反应过程中测定的部分数据见下表（表中t₁＞t₂）：

保持其他条件不变，起始时向容器中充入0.60molCO和1.20molH₂O，到达平衡时，n（CO₂）=______mol；b=______．

答案

（1）由表中数据可知，温度越高平衡常数越小，说明升高温度平衡向逆反应移动，则正反应为放热反应，故a＞0，

平衡向逆反应移动，CO的转化率减小，升高温度反应速率加快，故正反应速率增大，

故答案为：＞，减小，增大；

（2）到达平衡时转化率最大，令平衡时CO的浓度变化量为x，则：

CO（g）+H₂O（g）⇌H₂（g）+CO₂（g）

开始（mol/L）：0.01 0.01 0 0

变化（mol/L）：x x x x

平衡（mol/L）：0.01-x 0.01-x x x

故

x×x

(0.01-x)×(0.01-x)

=9，解得x=0.0075

故CO的转化率为

0.0075mol/L

0.01mol/L

×100%=75%

故答案为：75%；

（3）由表中数据可知，t₁时刻，△n（CO）=1.2mol-0.8mol=0.4mol，根据方程式CO（g）+H₂O（g）⇌H₂（g）+CO₂可知，△n（H₂O）=0.4mol，故此时n（H₂O）=0.6mol-0.4mol=0.2mol，t₂时刻水的物质的量为0.2mol，故t₁时刻反应达平衡，

CO（g）+H₂O（g）⇌H₂（g）+CO₂（g）

开始（mol）：1.2 0.6 0 0

变化（mol）：0.4 0.4 0.4 0.4

平衡（mol）：0.8 0.2 0.4 0.4

故该温度下平衡常数为：

0.4×0.4

0.8×0.2

起始时向容器中充入0.60molCO和1.20molH₂O，到达平衡时，令二氧化碳的物质的量为y，则：

CO（g）+H₂O（g）⇌H₂（g）+CO₂（g）

开始（mol）：0.6 1.2 0 0

变化（mol）：y y y y

平衡（mol）：0.6-y 1.2-y y y

所以

y×y

(0.6-y)×(1.2-y)

=1，解得y=0.4，

故答案为：0.4，1．