题目内容
【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。
【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。