Question

1．已知一氧化碳与水蒸气的反应为：CO（g）+H₂O（g）?CO₂（g）+H₂（g），在密闭容器中，将1.0mol CO与3.6mol H₂O混合加热到434℃，在434℃的平衡常数K₁=9，
（1）我们跟踪测定H₂O的物质的量浓度，如图所示：则0～20min的反应速率是0.00045mol/（L．min）

（2）从434℃升温至800℃，800℃的平衡常数K₂=1，则正反应为放热反应（填“放热反应”或“吸热反应”或“不能确定”）．
（3）求800℃平衡时CO转化为CO₂的转化率（写出必要的计算过程）．

Answer 1

分析 （1）根据v=$\frac{△c}{△t}$计算；
（2）升高温度，平衡常数减小，说明升高温度平衡逆向移动，正反应为放热反应；
（3）设800℃平衡时转化的CO为xmol，则：
           CO（g）+H₂O（g）?CO₂（g）+H₂（g）
起始量（mol）：1     3.6       0       0
变化量（mol）：x      x        x       x
平衡量（mol）：1-x   3.6-x     x       x
由于反应前后气体体积不变，可以利用物质的量代替浓度计算平衡常数，根据平衡常数列方程计算解答．

解答 解：（1）由图可知，0～20min内水的浓度变化量为（0.036-0.027）mol/L=0.009mol/L，则0～20min的反应速率是$\frac{0.009mol/L}{20s}$=0.00045mol/（L．min），故答案为：0.00045mol/（L．min）；
（2）升高温度，平衡常数减小，说明升高温度平衡逆向移动，升高温度向吸热反应移动，则正反应为放热反应，故答案为：放热反应；
（3）设800℃平衡时转化的CO为xmol，则：
           CO（g）+H₂O（g）?CO₂（g）+H₂（g）
起始量（mol）：1     3.6       0       0
变化量（mol）：x      x        x       x
平衡量（mol）：1-x   3.6-x     x       x
由于反应前后气体体积不变，可以利用物质的量代替浓度计算平衡常数，则$\frac{x×x}{（1-x）×（3.6-x）}$=1，解得x=$\frac{18}{23}$，故CO的转化率为$\frac{\frac{18}{23}mol}{1mol}$×100%=78.26%，
答：CO的转化率为78.26%．

点评 本题考查化学平衡计算、反应速率计算，注意平衡常数在化学平衡中的应用，难度不大．