Question

在体积为2L的密闭容器中，进行如下化学反应：CO2（g）+H2（g）?CO（g）+H2O（g）△H=Q，化学平衡常数K与

在体积为2L的密闭容器中，进行如下化学反应：CO2（g）+H2（g）?CO（g）+H2O（g）△H=Q，化学平衡常数K与温度T的关系如下表： T/℃ 700 800 850 1 000 1 200 K 0.6 0.9 1.0 1.7 2.6回答下列问题：（1）Q______0（填“＞”、“＜”），升高温度，化学平衡向______（填“正反应”或“逆反应”）方向移动．（2）若某温度下，平衡浓度符合下列关系：c（CO2）?c（H2）=c（CO）?c（H2O），此时的温度为______；在此温度下，若该容器中含有1mol CO2、3mol H2、2mol CO、2mol H2O，则此时反应所处的状态为______（填“向正反应方向进行中”、“向逆反应方向进行中”或“平衡状态”），此温度平衡时CO2的浓度为______ mol?L-1；在此温度下，若该容器中含有1.5mol CO2、3.5mol H2、1.5mol CO、1.5mol H2O达到平衡时CO2的浓度为______ mol?L-1．

Answer 1

（1）随温度升高，化学平衡常数K增大，反应向正向移动，反应吸热，△H＞0，故答案为：＞；正反应；
（2）在反应CO₂（g）+H₂（g）?CO（g）+H₂O（g）中，K=

c(CO)?c(H2O)

c(CO2)?c(H2)

，已知，c（CO₂）?c（H₂）=c（CO）?c（H₂O），所以，K=1，温度为850℃；
在该2L的容器中，加入1mol CO₂、3mol H₂、2mol CO、2mol H₂O，则Qc=

1mol?L?1×1mol?L?1

0.5mol?L?1×1.5mol?L?1

=1.33＞K=1，此时平衡向逆反应方向进行中；
  假设转化浓度为x，有上问知道平衡逆向移动，有
               CO₂（g）+H₂（g）?CO（g）+H₂O（g）
起始浓度（mol/L）0.5      1.5      1       1
转化浓度（mol/L）x          x      x       x
平衡浓度（mol/L）0.5+x     1.5+x   1-x    1-x
K=

(1?x)×(1?x)

(0.5+x)×(1.5+x)

=1，解得：x=0.06，所以此温度平衡时CO₂的浓度为：（0.5+0.06）mol/L=0.56mol/L；
相同温度下，开始加入1mol CO₂、3mol H₂、2mol CO、2mol H₂O和加入1.5mol CO₂、3.5mol H₂、1.5mol CO、1.5mol H₂O，都相当于加入3mol CO₂、5mol H₂，又该反应的反应前后气体体积不变，所以上述两种情况下是等效平衡，平衡后各物质浓度相等，所以，若开始加入1.5mol CO₂、3.5mol H₂、1.5mol CO、1.5mol H₂O达到平衡时CO₂的浓度为也是0.56mol/L，故答案为：850℃； 向逆反应方向进行中； 0.56； 0.56．