在一定体积的密闭容器中,进行如下反应: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 | 1000 | 1200 |
K | 0.6 | 0.9 | 1.0 | 1.7 | 2.6 |
⑴该反应化学平衡常数的表达式:K= ;
⑵该反应为 (填“吸热”或“放热”)反应;
⑶下列说法中能说明该反应达平衡状态的是
A、容器中压强不变 B、混合气体中c(CO)不变
C、混合气体的密度不变 D、c(CO) = c(CO2)
E、化学平衡常数K不变 F、单位时间内生成CO的分子数与生成H2O的分子数相等
⑷某温度下,各物质的平衡浓度符合下式:c(CO2)×c(H2)=c(CO)×c(H2O),试判此时的温度为 。
⑴K=c(CO)·c(H2O)/c(CO2)·c(H2);⑵ 吸热;⑶ B ⑷ 830℃
题目分析:(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,所以根据反应的化学方程式可知,该反应的平衡常数K=c(CO)·c(H2O)/c(CO2)·c(H2)。
(2)根据表中数据可知,随着温度的升高,平衡常数逐渐增大,这说明升高温度平衡向正反应方向移动,因此正反应是吸热反应。
(3)在一定条件下,当可逆反应中正反应速率和逆反应速率相等时(但不为0),各种物质的浓度或含量均不再发生变化的状态,是化学平衡状态。所以B正确。该反应是体积不变的可逆反应,则压强和物质的量也是不变的,即当压强和物质的量始终是不变,A不能说明。密度是混合气的质量和容器容积的比值,在反应过程中质量和容积始终是不变的,C不正确。平衡时浓度不再发生变化,但物质之间的浓度不一定相等或满足某种关系,D不正确。平衡常数只与温度有关系,温度不变,平衡常数不变,F中反应速率的方向是相同的,速率之比是相应的化学计量数之比,因此F中的关系始终是成立,不正确,答案选B。
(4)当c(CO2)×c(H2)=c(CO)×c(H2O)时,此时K=1,所以该反应的温度是830℃.
点评:该题是高考中的常见题型,属于中等难度试题的考查,试题综合性强,在注重对学生基础知识的巩固和训练的同时,侧重对学生能力的培养和解题方法的指导与训练,有利于培养学生的逻辑推理能力和逆向思维能力,提高学生灵活运用基础知识解决实际问题的能力。该题的关键是明确平衡常数的含义以及平衡状态的判断依据,然后结合题意灵活运用即可。