Question

汽車尾氣中含有CO、NO₂等有毒氣體，對汽車加裝尾氣凈化裝置，可使有毒氣體相互反應(yīng)轉(zhuǎn)化為無毒氣體。汽車尾氣中CO與H₂O(g)在一定條件下可以發(fā)生反應(yīng)：
CO(g)＋H₂O(g)CO₂(g)＋H₂(g)ΔH＜0。820 ℃時在甲、乙、丙三個恒容密閉容器中，起始時按照下表進行投料，達到平衡狀態(tài)，K＝1.0。

起始物質(zhì)的量	甲	乙	丙
n(H2O)/mol	0.10	0.20	0.20
n(CO)/mol	0.10	0.10	0.20

 
（1）該反應(yīng)的平衡常數(shù)表達式為                                。
（2）平衡時，甲容器中CO的轉(zhuǎn)化率是       。比較下列容器中CO的轉(zhuǎn)化率：乙       甲；丙       甲(填“>”、“＝”或“<”)。
（3）丙容器中，若要通過改變溫度，使CO的平衡轉(zhuǎn)化率增大，則溫度需要降低才能達到，則降溫后的平衡常數(shù)K     (填“增大”、“減小”或“不變”)。

Answer 1

（1）K＝   （2）50%       >    ＝  （3）增大

試題分析：（1）化學平衡常數(shù)是在一定條件下，當可逆反應(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)CO（g）+H₂O（g）CO₂（g）+H₂（g）可知，該反應(yīng)的平衡常數(shù)表達式為：K═。
（2）設(shè)甲容器中CO消耗的物質(zhì)的量為x
CO（g）+H₂O（g）CO₂（g）+H₂（g）
初始量（mol）0.1     0.1      0       0
變化量（mol）x      x        x       x
平衡量（mol）0.1-x   0.1-x     x       x
則K=＝1
解得x=0.5，所以甲容器中CO的轉(zhuǎn)化率=×100%=50%；
根據(jù)投料情況知道，乙相當于在甲的基礎(chǔ)上增加了水蒸氣的投料，所以會使得一氧化碳的轉(zhuǎn)化率增大，丙裝置投料是甲裝置的2倍，對于化學反應(yīng)前后系數(shù)和不變的反應(yīng)來說，建立的平衡是等效的，所以兩種情況下，轉(zhuǎn)化率是相等的。
③丙容器中，通過改變溫度，使CO的平衡轉(zhuǎn)化率增大，需要使化學平衡向著正向移動，由于該反應(yīng)為放熱反應(yīng)，要增大一氧化碳的轉(zhuǎn)化率，應(yīng)該降低溫度；由于平衡向著正向移動，反應(yīng)物濃度減小，生成物濃度增大，則該反應(yīng)的化學平衡常數(shù)增大。