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．

来源：学生作业帮编辑：搜搜考试网作业帮分类：化学作业时间：2024/05/06 05:40:24

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/℃	400	500	800
平衡常数K	9.94	9	1

试回答下列问题
（1）上述正向反应是______反应（填“放热”或“吸热”）．
（2）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（H₂）	n（CO₂）
A	1	5	2	3
B	2	2	1	1
C	3	3	0	0
D	0.5	2	1	1
E	3	1	2	1

（3）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=______．
（4）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：______．
（5）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=______．

（1）由表中数据可知，温度越高，平衡常数的越小，即平衡逆向移动，所以该反应的正反应为放热反应，故答案为：放热；
（2）根据表中数据可知，800℃时，K=1，设容器体积为1，则A、Qc=
2×3
1×5=1.2＞1，所以平衡逆向移动；
B、Qc=
1×1
2×2=0.25＜1，所以平衡正向移动；
C、Qc=
0×0
3×3=0＜1，所以平衡正向移动；
D、Qc=
1×1
0.5×2=1，所以平衡不移动；
E、Qc=
2×1
3×1=
2
3＜1，所以平衡正向移动；
故选BCE；
（3）因为K₁=
c(CO)•c(H2)
c(H2O)，K₂=
c(H2)•c(CO2)
c(CO)•c(H2O)，K=
c2(CO)
c(CO2)，所以K=
K1
K2，故答案为：
K1
K2；
（4）设CO平衡浓度为xmol/L，根据
(0.01−x)2
(x)2=9，有x=0.0025，CO的平衡转化率为
0.01−0.0025
0.01×100%=75%，故答案为：75%；
（5）利用三段式，
               CO（g）+H₂O（g）⇌H₂（g）+CO₂（g）；
起始（mol）      1-x         x      0         0
转化（mol）    y（1-x）     y（1-x） y（1-x）   y（1-x）
平衡（mol）（1-x）•（1-y） x-y（1-x） y（1-x）   y（1-x）
根据平衡常数K=
y(1−x)•y(1−x)
(1−x)•(1−y)•[x−y(1−x)]=1，化简得x=y，故答案为：x．

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