解题思路:(1)根据平衡常数指各生成物浓度的化学计量数次幂的乘积除以各反应物浓度的化学计量数次幂的乘积所得的比值进行解答;平衡时CO的转化率等于转化量与起始量之比;
(2)正反应放热,故升温平衡左移,平衡常数减小;
(3)①反应混合物各物质的量系数相同都为1,利用物质的量代替浓度,计算浓度商Qc,根据浓度商Qc与平衡常数k的关系判断.Qc>k平衡向逆反应进行,Qc=k反应处于平衡状态,Qc<k平衡向正反应进行;
②用x表示出浓度商Qc,平衡向正反应移动,应满足浓度商Qc<k,据此计算判断;
③增大一种生产物(氢气)的体积分数,平衡向逆反应方向移动,平衡移动的结果是降低这种增大的幅度,故平衡后氢气的体积分数还是大于原来的.
(1)①利用三段式法计算,
CO(g)+H2O(g)⇌CO2(g)+H2(g)
起始浓度/(mol•L-1 ):[2/4] [3/4] 0 0
转化浓度/(mol•L-1 ):0.3 0.3 0.3 0.3
平衡浓度/(mol•L-1 ):0.2 0.45 0.3 0.3
因平衡常数等于生成物的浓度幂之积除以反应物的浓度幂之积,所以K(850℃)=
c(CO2)•c(H2)
c(CO)•c(H2O)=[0.3×0.3/0.2×0.45]=1,
故答案为:1;
②平衡时CO的转化率=[0.3/0.5]×100%=60%,故答案为:60%;
(2)CO(g)+H2O(g)═CO2(g)+H2(g)△H<0,正反应放热,故升温平衡左移,平衡常数减小,K(750℃)大于K(850℃),故答案为:大于;
(3)①此时的浓度商Qc=[1×5/1×3]=1.67,大于平衡常数1,故平衡向逆反应方向移动,故答案为:逆反应;
②平衡向正反应方向移动,浓度商小于平衡常数,即[1×x/1×3]<1,解得x<3,故答案为:x<3;
③加入6mol氢气所到达的平衡,可以等效为在加入5mol氢气到达平衡后再加入1mol氢气,增大一种生产物(氢气)的体积分数,平衡向逆反应方向移动,平衡移动的结果是降低这种增大的幅度,但平衡后氢气的体积分数还是大于原来的,故得H2的体积分数分别为a%<b%,
故答案为:小于.
点评:
本题考点: 物质的量或浓度随时间的变化曲线.
考点点评: 本题考查转化率、化学平衡有关计算、化学平衡移动与影响因素等,注意平衡常数的应用、平衡移动的本质是解答的关键,题目难度中等.