Question

（18分）已知可逆反應(yīng)CO2(g) + H2(g)CO(g) + H2O(g)，

⑴寫出該反應(yīng)的化學(xué)平衡常數(shù)表達式：K= 。

⑵830K時，若起始時：c (CO2)=2mol/L，c (H2)=3mol/L，平衡時CO2的轉(zhuǎn)化率為60%，氫氣的轉(zhuǎn)化率為 ；K值為 。

⑶830K時，若只將起始時c (H2)改為6mol/L，則氫氣的轉(zhuǎn)化率為 。

⑷若830K時，起始濃度c (CO2) = a mol/L，c (H2) = b mol/L，H2O的平衡濃度為c (H2O) = c mol/L，則：①a、b、c之間的關(guān)系式是 ；②當(dāng)a = b時，a = c。

 

Answer 1

⑴ （3分） ⑵ 40%（3分）， 1（3分） ⑶ 25%（3分）

①c2＝(a-c) (b-c) （3分） ② a＝2c（3分）

【解析】

試題分析：（1）化學(xué)平衡常數(shù)是在一定條件下，當(dāng)可逆反應(yīng)達到平衡狀態(tài)時，生成物濃度的冪之積和反應(yīng)物濃度的冪之積的比值，則根據(jù)CO2(g) + H2(g)CO(g) + H2O(g)可知，該反應(yīng)的平衡常數(shù)表達式為：K═。

（2）平衡時CO2的轉(zhuǎn)化率為60%，則消耗CO2的濃度是2mol/L×0.6＝1.2mol/L，所以根據(jù)反應(yīng)式CO2(g) + H2(g)CO(g) + H2O(g)可知消耗氫氣的濃度是1.2mol/L，所以氫氣的轉(zhuǎn)化率為×100%＝40%。平衡時剩余CO2和氫氣的濃度分別是0.8mol/L、1.8mol/L，生成CO和水蒸氣的濃度均是1.2mol/L，所以該溫度下反應(yīng)的平衡常數(shù)K＝＝＝1。

（3）830K時，若只將起始時c (H2)改為6mol/L，設(shè)消耗氫氣的濃度為x，則

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

起始濃度（mol/L） 2 6 0 0

轉(zhuǎn)化濃度（mol/L） x x x x

平衡濃度（mol/L） 2－x 6－x x x

所以根據(jù)平衡常數(shù)K可知＝1

解得x＝1.5

所以氫氣的轉(zhuǎn)化率為×100%＝25%

（4）①若830K時，起始濃度c (CO2) = a mol/L，c (H2) = b mol/L，H2O的平衡濃度為c (H2O) = c mol/L，則

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

起始濃度（mol/L） a b 0 0

轉(zhuǎn)化濃度（mol/L） c c c c

平衡濃度（mol/L） a－c b－c c c

所以根據(jù)平衡常數(shù)K可知＝1

解得c2＝(a-c) (b-c)

②當(dāng)當(dāng)a＝b時，則根據(jù)c2＝(a-c) (b-c)可知a＝2c。

考點：考查可逆反應(yīng)、平衡常數(shù)的有關(guān)計算與應(yīng)用