Question

煤化工中常需研究不同温度下平衡常数、投料比及热值等问题．已知：800℃时CO（g）+H₂O（g）?H₂（g）+CO₂（g）的初始浓度和平衡浓度如下表：

物质	CO	H2O（g）	CO2	H2
初始浓度/mol?L-1	1	1	0	0
平衡浓度/mol?L-1	0.5	0.5	0.5	0.5

试回答下列问题：
（1）计算上述反应达平衡时的平衡常数及CO、H₂O（g）的最大转化率．（要求书写过程 ）
（2）若800℃不变，只改变水蒸气的初始浓度为4mol/L，求该条件下CO、H₂O（g）的最大转化率．
（3）又知该反应在427℃时平衡常数为9.94，则上述逆向反应是：

 

反应（选填：放热、吸热）
（4）在800℃发生上述反应，以表中的量投入恒容反应容器中，其中向正反应方向移动的有

 

（选填A、B、C、D）．

	A	B	C	D
C（CO2）	3	1	2	2
C（H2）	2	1	1	2
C（CO）	1	2	4	3
C（H2O）	5	2	0.5	1

Answer 1

考点：化学平衡的计算

专题：化学平衡专题

分析：（1）平衡常数利用生成物平衡浓度的幂次方乘积除以反应物平衡浓度幂次方乘积，转化率=

消耗量

起始量

×100%；
（2）依据平衡三段式和平衡常数计算；
（3）依据温度变化平衡常数变化，结合平衡移动原理分析平衡移动方向；
（4）计算浓度商Q和平衡常数比较分析判断反应进行的 方向；

解答： 解：（1）CO（g）+H₂O（g）?H₂（g）+CO₂（g）反应 的平衡常数K=

c(H2)c(CO2)

c(CO)c(H2O)

=

0.5×0.5

0.5×0.5

=1；
CO、H₂O（g）的最大转化率=

1-0.5

1

×100%=50%；
答：上述反应达平衡时的平衡常数为1，CO、H₂O（g）的最大转化率50%；
（2）若800℃不变，只改变水蒸气的初始浓度为4mol/L，设一氧化碳转化的物质的量为x
               CO（g）+H₂O（g）?H₂（g）+CO₂（g）
起始量（mol/L） 1        4       0        0
变化量（mol/L） x        x        x       x
平衡量（mol/L）1-x      4-x       x       x
K=

x2

(1-x)(4-x)

=1
x=0.8
求该条件下CO的最大转化率=

0.8mol/L

1mol/L

×100%=80%，H₂O（g）最大转化率=

0.8mol/L

4mol/L

×100%=20%；
答：该条件下CO、H₂O（g）的最大转化率分别为80%，20%；
（3）又知该反应在427℃时平衡常数为9.94，800°C平衡常数为1，随温度升高，平衡常数减小，平衡逆向进行，逆反应是吸热反应；
故答案为：吸热；
（4）A、Q=

3×2

1×5

=1.2＞1，平衡逆向进行，故A不符合；
B、Q=

1×1

2×2

=0.5＜1，平衡正向进行，故B符合；
C、Q=

2×1

4×0.5

=1=K，平衡不动，故C不符合；
D、Q=

2×2

3×1

=1.3＞1，平衡逆向进行，故D不符合；
故选B．

点评：本题考查了化学平衡常数概念分析计算，平衡常数和平衡三段式的计算应用，浓度商和平衡常数影响因素分析判断，掌握基础是关键，题目较简单．