Question

【题目】已知可逆反应CO + H2O(g) CO2 + H2，达到平衡时，K =，K是常数，只与温度有关，与浓度无关。

（1）830K时，若起始时：c (CO) = 2 mol/L，c (H2O) = 3 mol/L，平衡时CO的转化率为60%，水蒸气的转化率为______________；K值为______________。

（2）830K，若只将起始时c (H2O)改为6 mol/L，则水蒸气的转化率为____________。

（3）若830K时，起始浓度c (CO) = a mol/L，c (H2O) = b mol/L，H2的平衡浓度c (H2) = c mol/L。

①a、b、c之间的关系式是____________________________________；

②当a = b时，a = __________c。

Answer 1

【答案】 40% 1 25% 1 2

【解析】（1）设水蒸气反应的浓度为xmol·L－1

CO + H2O（g）CO2+H2，

1 1

1.2mol·L－1 xmol·L－1

x=1.2

所以水蒸气的转化率=1.2mol·L－1/3mol·L－1=40%；

CO + H2O（g） CO2 + H2，

起始/mol·L－1 2 3 0 0

反应/mol·L－1 1.2 1.2 1.2 1.2

平衡/mol·L－1 0.8 1.8 1.2 1.2

平衡常数K=1.2mol·L－1×1.2mol·L－1/(0.8mol·L－1×1.8mol·L－1)==1

答：水蒸气的转化率为40%，K值为1；

（2）设反应的水蒸气的浓度为y．

CO+H2O（g）CO2+H2，

起始/mol·L－1 2 6 0 0

反应 /mol·L－1 y y y y

平衡/mol·L－1 （2-y）（6-y） y y

K=y×y/((2-y)×(6-y))， 解得y=1.5mol·L－1，所以水蒸气的转化率为1.5mol·L－1/6mol·L－1=25%．

答：水蒸气的转化率为25%．

（3） CO+H2O（g）CO2+H2，

起始/mol·L－1 a b 0 0

反应 /mol·L－1 c c c c

平衡/mol·L－1 （a-c）（b-c） c c

K=c×c/((a-c)×(b-c))=1

c2=(a-c)(b-c)

当a=b时，代入上式，得a=2c。