解题思路:①根据平衡常数K=[生成物平衡浓度幂次方乘积/反应物平衡浓度幂次方乘积]来书写;计算出此温度下的平衡常数K的数值,与浓度商Qc作比较,即得出V正和V逆的大小关系;
②A、通过表中的数据即可得出结论;
B、根据转化率=[△n/n]来分析;
C、CO和H2O(g)的转化率之比等于计量数之比;
D、结合平衡常数进行计算;
③2molM、2mol H2O,当达平衡时放出a KJ热量,依据平衡常数分析可知,转化率为0.5,反应1molM放出akJ的热量.
①平衡常数K=
c(CO2)c(H2)
c(CO)c(H2O); 化学平衡常数k只受温度的影响,在此温度下,当n(CO):n(H2O)=1:1时,平衡时CO(g)、H2O(g)、CO2(g)、H2(g)的浓度相等,即化学平衡常数K=
c(CO2)c(H2)
c(CO)c(H2O)=1,在该温度下,向容器中充入1molCO、3mol H2O、2mol CO2、1.5molH2时,浓度商Qc=[生成物平衡浓度幂次方乘积/反应物平衡浓度幂次方乘积]=1=K,即为平衡状态,故V正=V逆,
故答案为:1;=;
②A、从表中数据可知增加H2O(g)的量,CO的转化率升高而H2O(g)的转化率降低,故A正确;
B、物质的转化率=[△n/n],而根据反应可知:△n(CO):△n(H2O)=计量数之比=1:1,故若CO与H2O(g)的转化率相同时,二者的初始投入量一定相同,B正确;
C、CO和H2O(g)的转化率之比等于计量数之比,与初始物质的量成反比,故C错误;
D、由计算可知,此温度下反应的平衡常数K=1.设CO与H2O(g)的初始物质的量浓度分别为1mol/L和4mol/L,达平衡时,CO的△C(CO)为Xmol/L,则根据三段式有:CO(g)+H2O(g)⇌CO2(g)+H2(g)
初始:1mol/L4mol/L 0mol/L 0mol/L
△C:Xmol/L Xmol/L Xmol/L Xmol/L
平衡:(1-X)mol/L (4-X)mol/L Xmol/L Xmol/L
根据平衡常数K=[生成物平衡浓度幂次方乘积/反应物平衡浓度幂次方乘积]=
X2
(1−X)(4−X)=1,解得:X=0.8mo/L,故 CO的转化率=[0.8mol/L/1mol/L]×100%=80%,故D错误.
故选AB;
③2molM、2mol H2O,当达平衡时放出a KJ热量,和1molM、1mol H2O起始量达到相同的平衡状态,平衡常数为1,即转化率为0.5,反应1molM放出akJ的热量,即该反应的△H=-akJ/mol,故答案为:-aKJ/mol.
点评:
本题考点: 化学平衡的计算;反应速率的定量表示方法.
考点点评: 本题考查氧化还原反应的计算及化学平衡的计算,为高频考点,侧重学生分析能力和计算能力的考查,注意电子守恒及化学平衡常数K的计算与应用,题目难度中等.