问题 填空题

煤化工中常需研究不同温度下平衡常数、投料比及热值等问题。

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

温度/℃400500800
平衡常数K9.9491
试回答下列问题

⑴上述正向反应是        反应(填“放热”或“吸热”)。

⑵在800℃发生上述反应,以表中的物质的量投入恒容反应器,其中向正反应方向移动的有          (选填A、B、C、D、E)。

 n(CO)n(H2O)n(H2n(CO2
A1523
B2211
C3300
D0.5211
E3121
⑶已知在一定温度下:

C(s)+CO2(g)2CO(g)平衡常数K;

C(s)+H2O(g)CO(g)+H2(g) 平衡常数K1

CO(g)+H2O(g)H2(g)+CO2(g)平衡常数K2

则K、K1、K2之间的关系是K=           

⑷若在500℃时进行,设起始时CO和H2O的起始浓度均为0.010mol/L,在该条件下,CO的平衡转化率为:          

⑸若反应在800℃进行,设起始时CO(g)和H2O(g)共为1mol,水蒸气的体积分数为x;平衡时CO转化率为y,则y随x变化的函数关系式为:y=        

答案

⑴放热  ⑵BCD   ⑶K1/K2  ⑷75% ⑸X

题目分析:(1)根据表中数据可知,随着温度的升高,平衡常数减小,说明升高温度平衡向逆反应方向移动,所以正方应是放热反应。

(2)由于反应前后体积不变,所以设容器的容积是1L,则ABCD中的比值分别是,所以其中向正反应方向移动的有BCD。

(3)根据盖斯定律可知,①-②即得到C(s)+CO2(g)2CO(g),所以该反应的平衡常数K=

(4)             CO(g)+H2O(g)H2(g)+CO2(g)

起始浓度(mol/L) 0.010    0.010          0       0

转化浓度(mol/L)   x       x            x       x

平衡浓度(mol/L)0.010-x  0.010-x       x       x

则根据平衡常数表达式可知

解得x=0.0075mol/L

则在该条件下,CO的平衡转化率为75%

(5)             CO(g)+H2O(g)H2(g)+ CO2(g)

起始浓度(mol/L) 1-x    x               0       0

转化浓度(mol/L)(1-x)y (1-x)y    (1-x)y (1-x)y

平衡浓度(mol/L)1-x-y+xy  x -y+xy  (1-x)y (1-x)y

则根据平衡常数表达式可知

解得x=y

点评:该题是高考中的常见题型,属于中等难度的试题。试题综合性强,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抽象思维能力,提高学生灵活运用基础知识解决实际问题的能力。

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