题目内容

(18分)已知可逆反应CO2(g) + H2(g)CO(g) + H2O(g),
⑴写出该反应的化学平衡常数表达式:K=             
⑵830K时,若起始时:c (CO2)=2mol/L,c (H2)=3mol/L,平衡时CO2的转化率为60%,氢气的转化率为        ;K值为             
⑶830K时,若只将起始时c (H2)改为6mol/L,则氢气的转化率为         
⑷若830K时,起始浓度c (CO2) =" a" mol/L,c (H2) =" b" mol/L,H2O的平衡浓度为c (H2O) =" c" mol/L,则:①a、b、c之间的关系式是         ;②当a = b时,a =         c。
 (3分) ⑵40%(3分), 1(3分)  ⑶25%(3分)
①c2=(a-c) (b-c) (3分)  ② a=2c(3分)

试题分析:(1)化学平衡常数是在一定条件下,当可逆反应达到平衡状态时,生成物浓度的幂之积和反应物浓度的幂之积的比值,则根据CO2(g) + H2(g)CO(g) + H2O(g)可知,该反应的平衡常数表达式为:K═
(2)平衡时CO2的转化率为60%,则消耗CO2的浓度是2mol/L×0.6=1.2mol/L,所以根据反应式CO2(g) + H2(g)CO(g) + H2O(g)可知消耗氢气的浓度是1.2mol/L,所以氢气的转化率为×100%=40%。平衡时剩余CO2和氢气的浓度分别是0.8mol/L、1.8mol/L,生成CO和水蒸气的浓度均是1.2mol/L,所以该温度下反应的平衡常数K==1。
(3)830K时,若只将起始时c (H2)改为6mol/L,设消耗氢气的浓度为x,则
CO2(g) + H2(g)CO(g) + H2O(g)
起始浓度(mol/L)   2         6         0       0
转化浓度(mol/L)  x          x        x        x
平衡浓度(mol/L) 2-x      6-x       x        x
所以根据平衡常数K可知=1
解得x=1.5
所以氢气的转化率为×100%=25%
(4)①若830K时,起始浓度c (CO2) =" a" mol/L,c (H2) =" b" mol/L,H2O的平衡浓度为c (H2O) =" c" mol/L,则
CO2(g) + H2(g)CO(g) + H2O(g)
起始浓度(mol/L)   a         b         0       0
转化浓度(mol/L)   c         c         c       c
平衡浓度(mol/L) a-c      b-c        c       c
所以根据平衡常数K可知=1
解得c2=(a-c) (b-c)
②当当a=b时,则根据c2=(a-c) (b-c)可知a=2c。
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