Question

在830K時，下列反應的平衡體系具有某些特殊性：

CO（g）＋H₂O（g）CO₂（g）＋H₂（g）

①若起始濃度分別為c（CO）＝3 mol·L^－1，c（H₂O）＝0.75mol·L^－1，達到平衡后CO的轉(zhuǎn)化率為20%

②若起始濃度分別為c（CO）＝3 mol·L^－1，c（H₂O）＝4.5mol·L^－1，達到平衡后CO的轉(zhuǎn)化率為60%

設(shè)830K時，以起始濃度分別以c（CO）＝a mol·L^－1，c（H₂O）＝b mol·L^－1投料，發(fā)生以上反應，測得平衡后c（H₂）＝c mol·L^－1.

請注意上述數(shù)據(jù)，總結(jié)出其中規(guī)律，填寫以下空白。

（1）選擇填空：在多次試驗中，若保持b不變而減小a,則達到平衡時CO的轉(zhuǎn)化率________ 水蒸氣的轉(zhuǎn)化率________.

A．增大             B．減小             C．不變             D．無法確定

（2）當a＝4，c＝1.5時，b＝______________.

（3）當a＝2b時，a∶c＝______________.

（4）a、b、c在該平衡中的關(guān)系式是__________________.

 

Answer 1

【答案】

（1）A；B  （2）2.4  （3）3∶1  （4）c/a ＋c/b＝1

【解析】

試題分析：（1）設(shè)總體積為1L，在830K時，可逆反應CO（g）+H₂O（g）CO₂（g）+H₂（g），當α（CO）＝20%時，即有3mol?L^-1×1L×20%＝0.6molCO參加了反應，則一定有0.6molH₂O同時參加反應，因此水蒸氣的轉(zhuǎn)化率是；當α（CO）＝60%時，則有3mol?L^-1×1L×60%＝1.8molCO參加了反應，則一定有1.8molH₂O同時參加反應，則水蒸氣的轉(zhuǎn)化率為。從中可以看出，CO的轉(zhuǎn)化率和水蒸氣的轉(zhuǎn)化率之和總是滿足1，即增加c（H₂O）時，α（CO）升高（20%→60%，升高了40%），而α（H₂O）降低（80%→40%，降低了40%），并且符合20%+80%＝100%，60%+40%＝100%。由此可得出此題中的“某些規(guī)律”：①增大一種反應物的濃度，則該物質(zhì)的轉(zhuǎn)化率降低，而使另一種反應物的轉(zhuǎn)化率升高，且升高率與該物質(zhì)的轉(zhuǎn)化率降低率相等。所以當b不變、a減小時，α（CO）增大，α（H₂O）減小。

②各反應物的轉(zhuǎn)化率之和總為100%。若用代數(shù)式表示則為：。

（2）將a＝4，c＝1.5代入，即得到b＝2.4

（3）當a＝2b時，根據(jù)可知，a∶c＝3∶1

考點：考查可逆反應的有關(guān)計算

點評：本題屬于難度較大的化學平衡的計算題，對學生的思維能力提出了更高的要求。該題有利于培養(yǎng)學生嚴謹?shù)倪壿嬎季S能力，以及靈活運用知識解決實際問題的能力，有利于激發(fā)學生的求知欲，提高學習興趣和學習積極性。