问题 填空题

已知CO2(g)+H2(g) CO(g)+H2O(g)的平衡常数随温度变化如下表:

t/℃7008008501 0001 200
K2.61.71.00.90.6
 

请回答下列问题:

(1)上述正向反应是________反应(选填“放热”或“吸热”)。

(2)能判断该反应达到化学平衡状态的依据是________。(填编号)

A.容器中压强不变

B.c(CO2)=c(CO)

C.生成a mol CO2的同时消耗a mol H2

D.混合气体的平均相对分子质量不变

E.混合气体的密度不变

(3)在850 ℃发生上述反应,以表中的物质的量投入恒容反应器中,其中向正反应方向进行的有________(选填A、B、C、D、E)。

 ABCDE
n(CO2)31011
n(H2)21012
n(CO)1230.53
n(H2O)52321
 

(4)在850 ℃时,可逆反应:CO2(g)+H2(g)CO(g)+H2O(g),在该容器内各物质的浓度变化如下:

时间

/min

CO2

(mol·L-1)

H2

(mol·L-1)

CO

(mol·L-1)

H2O

(mol·L-1)

00.2000.30000
20.1380.2380.0620.062
3c1c2c3c3
4c1c2c3c3
 

则3 min~4 min平衡后c3=________mol·L-1,CO2的转化率为________。

答案

(1)放热 (2)C (3)A (4)0.12 60%

(1)由表可知温度升高,K减小,说明温度升高,平衡逆向进行,正反应为放热反应。(2)因为该反应为反应前后气体分子数不变的反应,所以压强不变,平均相对分子质量不变,均不能说明达到平衡状态,A、D错;选项B中CO2和CO的浓度相等,不能说明其浓度不再变化,故B错;生成CO2代表逆反应,消耗H2代表正反应,且比值等于反应方程式中的对应化学计量数之比,选项C正确;气体的质量不变且为恒容容器,所以气体密度不变不能说明达到平衡状态。(3)计算各组的浓度商:QA<1 QB>1 QD=1 QE>1

由浓度商QC<K,反应正向进行推断,A项向正反应方向进行。

(4)850 ℃,K=1,设CO2的转化量为x由

则平衡常数K==1

所以x=0.12,故c3=0.12,

α(CO2)=×100%=60%。

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