Question

【題目】對于可逆反應CO+H2O（g）CO2+H2，回答下列問題：

（1）830 K時，若起始時c（CO）＝2 molL﹣1，c（H2O）＝3 molL﹣1，平衡時CO的轉化率為60%，水蒸氣的轉化率為_____；平衡常數K的值為_____。

（2）830 K時，若只將起始時c（H2O）改為6 molL﹣1，則水蒸氣的轉化率為_____。

（3）若830 K時，某時刻混合體系中各氣體的濃度為c（CO2）＝0.4 molL﹣1、c（CO）＝0.6 molL﹣1、c（H2O）＝3 molL﹣1，c（H2）＝2 molL﹣1請判定該體系中反應進行的方向：_____ （填“正向進行”“逆向進行”或“達到平衡”）。

Answer 1

【答案】40% 1 25% 正向進行

【解析】

（1）830K時，若起始時c（CO）=2mol·L-1，c（H2O）=3mol·L-1，平衡時CO的轉化率為60%，CO濃度變化量為2mol·L－1×60%=1.2mol·L－1，則：

CO（g）+H2O（g）CO2（g）+H2（g）

起始濃度（mol·L－1）：2 3 0 0

變化濃度（mol·L－1）：1.2 1.2 1.2 1.2

平衡濃度（mol·L－1）：0.8 1.8 1.2 1.2

轉化率= ×100%，將平衡濃度代入K= 計算；

（2）溫度不變，K值不變，830K時，若只將起始時c（H2O）改為6mol·L－1，假設平衡時CO濃度變化量為xmol·L－1，表示出平衡時各組分濃度，再利用平衡常數列方程計算解答；

（3）用濃度商和平衡常數判斷反應進行的方向。

（1）830 K時，若起始時c（CO）＝2 molL﹣1，c（H2O）＝3 molL﹣1，平衡時CO的轉化率為60%，則反應中消耗的c（CO）＝2mol/L×60%＝1.2mol/L，根據方程式知，消耗的c（H2O）＝c（CO）（消耗）＝1.2mol，水蒸氣的轉化率100%100%＝40%，

可逆反應 CO（g）+H2O（g）CO2（g）+H2（g），

開始（mol/L）2 3 0 0

反應（mol/L）1.2 1.2 1.2 1.2

平衡（mol/L）0.8 1.8 1.2 1.2

化學平衡常數K1，

故答案為：40%；1；

（2）設消耗的c（H2O）＝xmol，

可逆反應 CO（g）+H2O（g）CO2（g）+H2（g），

開始（mol/L）2 6 0 0

反應（mol/L）x x x x

平衡（mol/L）2﹣x 6﹣x x x

溫度不變化學平衡常數不變，化學平衡常數K1；

x＝1.5，水蒸氣轉化率100%100%＝25%，

故答案為：25%；

（3）濃度商Qc，Qc＜K，則反應正向移動，

故答案為：正向進行。