Question

一定温度下的密闭容器中存在如下反应：
CO(g)+H₂O(g)CO₂(g)+ H₂(g)，已知CO(g)和H₂O(g)的起始浓度均为2 mol·L^-1，经测定该反应在该温度下的平衡常数K =1，试判断：
(1)当CO转化率为25%时，该反应是否达到平衡_______，若未达到平衡，向哪个方向进行______。
(2)达到平衡时，CO的转化率____________________。
(3)当CO的起始浓度仍为2 mol·L^-1，H₂O(g)的起始浓度为6 mol·L^-1，求平衡时CO的转化率_______。

Answer 1

(1)反应未达平衡  Q=1∕9<K=1,平衡向正反应方向进行。(2)50℅ (3) 75℅。

试题分析：(1)当CO转化率为25%时则{C(CO₂)C(H₂)}∕{C(CO)C(H₂O)}=（0．5×0．5）∕（1．5×1．5）=1∕9<1．所以反应未达到平衡。反应向正反应方向进行。当反应达到平衡时，假设消耗的CO浓度为x，根据反应方程式中各物质的关系可得X²∕(2-X)²=1．解得X="1," CO转化率为（1∕2）×100℅=50℅。(3)假设在这种条件下，达到平衡时CO消耗了a mol·L^-1，则平衡时各物质的浓度为C（CO）=（2- a）mol·L^-1 C（H₂O）=（6-a）mol·L^-1C（CO₂）=amol·L^-1C（H₂）=amol·L^-1． a²∕{（2- a）×（6-a）}=1解得a=1．5．所以CO的转化率为: (1．5∕2) ×100℅=75℅。