题目内容
在一个容积为0.5L的密闭容器中，将 2mol CO和6mol H2O混合加热到800℃，发生反应：CO（g）+H2O（g）
CO2（g）+H2（g），经过5min后达到平衡状态．若此时测得H2的浓度为3mol?L-1，求：（1）以CO的浓度变化表示的该反应的速率．
（2）达平衡时H2O的转化率．
（3）已知：在一定温度下，该反应达平衡时，各物质的平衡浓度之间存在以下关系：
K=
且当温度不变时K为常数，K不随反应物、生成物浓度的改变而改变．求：
①在800℃下，该反应的K=______；②在800℃下，当投入1mol CO和4mol H2O混合加热到平衡时，H2浓度是多少．
【答案】分析：（1）根据v=
结合反应速率之比等于化学计量数之比计算；
（2）根据方程式计算转化率；
（3）计算出平衡时各物质的浓度，利用平衡常数计算公式计算K和浓度．
解答：解：（1）由方程式可知，v（CO）=v（H2）=
=0.6 mol?L-1?min-1，
答：以CO的浓度变化表示的该反应的速率为0.6 mol?L-1?min-1；
（2）反应的方程式为CO（g）+H2O（g）
CO2（g）+H2（g），经过5min后达到平衡状态，则消耗的CO的物质的量为n=vTV=0.6 mol?L-1?min-1×0.5L×5min=1.5mol，则n（H2O）=n（CO）=1.5mol，
所以达平衡时H2O的转化率为：
=25%，
答：达平衡时H2O的转化率为25%；
（3）①平衡时各物质的浓度为c（H2）=c（CO2）=3mol?L-1，
c（CO）=4mol?L-1-3mol?L-1=1mol?L-1，c（H2O）=12mol?L-1-3mol?L-1=9mol?L-1，
则有：在800℃下，该反应的K=
=
=1，故答案为：K=1；
②设在800℃下，当投入1mol CO和4mol H2O，则初始浓度分别为：c（CO）=2mol?L-1，c（H2O）=8mol?L-1，
混合加热到平衡时，H2的物质的量浓度为xmol/L，
CO（g）+H2O（g）
CO2（g）+H2（g）
起始：2 8 0 0
转化：x x x x
平衡：2-x 8-x x x
则有：
=1，x=1.6，
答：在800℃下，当投入1mol CO和4mol H2O混合加热到平衡时，H2浓度是c（H2）=1.6 mol?L-1．
点评：本题考查化学平衡的有关计算，题目难度中等，本题注意从反应速率、平衡常数的计算的思路和有关公式的运用．
结合反应速率之比等于化学计量数之比计算；（2）根据方程式计算转化率；
（3）计算出平衡时各物质的浓度，利用平衡常数计算公式计算K和浓度．
解答：解：（1）由方程式可知，v（CO）=v（H2）=
=0.6 mol?L-1?min-1，答：以CO的浓度变化表示的该反应的速率为0.6 mol?L-1?min-1；
（2）反应的方程式为CO（g）+H2O（g）
CO2（g）+H2（g），经过5min后达到平衡状态，则消耗的CO的物质的量为n=vTV=0.6 mol?L-1?min-1×0.5L×5min=1.5mol，则n（H2O）=n（CO）=1.5mol，所以达平衡时H2O的转化率为：
=25%，答：达平衡时H2O的转化率为25%；
（3）①平衡时各物质的浓度为c（H2）=c（CO2）=3mol?L-1，
c（CO）=4mol?L-1-3mol?L-1=1mol?L-1，c（H2O）=12mol?L-1-3mol?L-1=9mol?L-1，
则有：在800℃下，该反应的K=
=
=1，故答案为：K=1；②设在800℃下，当投入1mol CO和4mol H2O，则初始浓度分别为：c（CO）=2mol?L-1，c（H2O）=8mol?L-1，
混合加热到平衡时，H2的物质的量浓度为xmol/L，
CO（g）+H2O（g）
CO2（g）+H2（g）起始：2 8 0 0
转化：x x x x
平衡：2-x 8-x x x
则有：
=1，x=1.6，答：在800℃下，当投入1mol CO和4mol H2O混合加热到平衡时，H2浓度是c（H2）=1.6 mol?L-1．
点评：本题考查化学平衡的有关计算，题目难度中等，本题注意从反应速率、平衡常数的计算的思路和有关公式的运用．
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