Question

已知可逆反應CO（g）+H₂O（g）?CO₂（g）+H₂（g），
（1）寫出該反應的化學平衡常數(shù)表達式：K=

 

．
（2）830K時，若起始時：C（CO）=2mol/L，C（H₂O）=3mol/L，平衡時CO的轉(zhuǎn)化率為60%，水蒸氣的轉(zhuǎn)化率為

 

；K值為

 

．
（3）830K時，若只將起始時C（H₂O）改為6mol/L，則水蒸氣的轉(zhuǎn)化率為

 

．
（4）若830K時，起始濃度 C（CO）=a mol/L，C（H₂O）=b mol/L，H₂的平衡濃度為C（H₂）=c mol/L，則：
①a、b、c之間的關(guān)系式是

 

；②當a=b時，a=

 

c．

Answer 1

考點：化學平衡的計算,等效平衡

專題：化學平衡專題

分析：（1）依據(jù)化學方程式和平衡常數(shù)概念書寫，利用生成物平衡濃度冪次方乘積除以反應物平衡濃度冪次方乘積得到；
（2）根據(jù)三段式解題法，求出反應混合物各組分濃度的變化量、平衡時各組分的濃度，代入平衡常數(shù)表達式計算平衡常數(shù)；水蒸氣轉(zhuǎn)化率=

消耗量

起始量

×100%；
（3）溫度不變，化學平衡常數(shù)不變，根據(jù)化學平衡常數(shù)求出反應掉的水蒸氣的物質(zhì)的量濃度，再根據(jù)轉(zhuǎn)化率公式計算水蒸氣的轉(zhuǎn)化率；
（4）溫度不變，化學平衡常數(shù)不變，利用三段式法結(jié)合平衡常數(shù)計算a、b、c之間的關(guān)系式．

解答： 解：（1）依據(jù)化學方程式，CO（g）+H₂O（g）?CO₂（g）+H₂（g），結(jié)合平衡常數(shù)概念是利用生成物平衡濃度冪次方乘積除以反應物平衡濃度冪次方乘積得到
K=

c(CO2)c(H2)

c(CO)c(H2O)

，故答案為：

c(CO2)c(H2)

c(CO)c(H2O)

；
（2）平衡時CO的轉(zhuǎn)化率為60%，則CO的濃度變化量=2mol/L×60%=1.2mol/L，則：
            CO（g）+H₂O（g）?CO₂（g）+H₂（g）
起始（mol/L）：2     3               0      0
變化（mol/L）：1.2   1.2             1.2    1.2
平衡（mol/L）：0.8   1.8             1.2    1.2 
故平衡常數(shù)K=

1.2×1.2

0.8×1.8

=1，
水蒸氣的轉(zhuǎn)化率=

1.2mol

3mol/L

=40%；
故答案為：40%；1；
（3）設(shè)反應的水蒸氣的濃度變化量為xmol/L，則：
               CO（g）+H₂O（g）?CO₂（g）+H₂（g）
起始（mol/L）：2     3           0      0
變化（mol/L）：x     x          x       x
平衡（mol/L）：2-x   6-x        x       x 
故

x2

(2-x)(6-x)

=1，解得y=1.5，
所以水蒸氣的轉(zhuǎn)化率為

1.5mol

6mol/L

=25%，
故答案為：25%；
（3）CO（g）+H₂O（g）?CO₂（g）+H₂（g）
起始（mol/L）：a      b          0      0
變化（mol/L）：c      c         c      c
平衡（mol/L）：a-c    b-c        c      c 
故

c2

(a-c)(b-c)

=1，整理得ab=ac+bc；當a=b，a=2c；
故答案為：ab=ac+bc，a=2c．

點評：本題考查了用三段式法對化學反應進行計算，難度中等，注意化學平衡常數(shù)K只與溫度有關(guān)，與其他物理量無關(guān)，注意化學平衡常數(shù)的應用．