Question

1．现有反应：CO（g）+H₂O（g）?CO₂（g）+H₂（g）△H＜0，在850℃时，平衡常数K=1．现在850℃时，向2L的密闭容器中充入CO、H₂O（g）各4mol，试回答下列问题（写出具体的计算过程）：
（1）达平衡时，CO转化率为多少？
（2）H₂的体积分数为多少？
（3）若温度仍为850℃，初始时CO浓度为2mol/L，H₂O（g）为6mol/L，则平衡时CO转化率为多少？

Answer 1

分析 设转化CO的浓度为x，850℃时，向2L的密闭容器中充入CO、H₂O（g）各4mol，列三段式：
       CO（g）+H₂O（g）?CO₂（g）+H₂（g）
c始：2              2                0              0
c转：x              x                 x              x
c平：2-x          2-x              x               x
在850℃时，平衡常数K=1．则$\frac{{x}^{2}}{（2-x）^{2}}$=1，解得x=1，
据此计算CO的转化率；氢气的体积分数；温度不变，K不变，计算初始时CO浓度为2mol/L，H₂O（g）为6mol/L，则平衡时CO转化率．

解答 解：设转化CO的浓度为x，850℃时，向2L的密闭容器中充入CO、H₂O（g）各4mol，列三段式：
       CO（g）+H₂O（g）?CO₂（g）+H₂（g）
c始：2              2                0              0
c转：x              x                 x              x
c平：2-x          2-x              x               x
在850℃时，平衡常数K=1．则$\frac{{x}^{2}}{（2-x）^{2}}$=1，解得x=1，
（1）平衡时，CO转化率为$\frac{1}{2}×100%$=50%；
答：达平衡时，CO转化率为50%；
（2）H₂的体积分数为$\frac{1}{4}×100%$=25%；
答：H₂的体积分数为25%；
（3）初始时CO浓度为2mol/L，H₂O（g）为6mol/L，则平衡时CO转化了y，
      CO（g）+H₂O（g）?CO₂（g）+H₂（g）
c始：2             6                0              0
c转：y              y              y             y
c平：2-y         6-y             y             y
温度不变，则K不变，有$\frac{{y}^{2}}{（2-y）（6-y）}$=1，解得y=1.5，CO转化率为$\frac{1.5}{2}×100%$=75%；
答：850℃，初始时CO浓度为2mol/L，H₂O（g）为6mol/L，则平衡时CO转化率为75%．

点评 本题考查了化学平衡的有关计算，题目难度不大，掌握三段式解题方法是关键．