Question

17．已知一氧化碳與水蒸氣的反應為：CO（g）+H₂O（g）?CO₂（g）+H₂（g）．在某溫度下，平衡常數(shù)是9．如果反應開始時，一氧化碳和水蒸氣的濃度都是0.01mol/L，經10min反應達到平衡．
計算：
（1）從反應開始至達到平衡時CO的反應速率為7.5×10^-4mol•L^-1•min^-1．
（2）達到平衡時一氧化碳的轉化率為75%；
（3）在恒溫恒容的條件下，向上述平衡體系中再充入等物質的量之比的CO（g）和H₂O（g）重新達到平衡時，H₂的體積百分數(shù)為37.5%．

Answer 1

分析 設一氧化碳的濃度變化量為xmol/L，則：
                         CO（g）+H₂O（g）?H₂（g）+CO₂（g）
起始量（mol/L）：0.01     0.01             0            0
變化量（mol/L）：x           x                 x           x
平衡量（mol/L）：0.01-x  0.01-x           x           x
再根據(jù)平衡常數(shù)K=$\frac{c（{H}_{2}）×c（C{O}_{2}）}{c（CO）×c（{H}_{2}O）}$=9可計算x，進而計算各物質的反應速率、轉化率等，以此解答該題．

解答 解：設一氧化碳的濃度變化量為xmol/L，則：
                              CO（g）+H₂O（g）?H₂（g）+CO₂（g）
起始量（mol/L）：0.01           0.01           0             0
變化量（mol/L）：x                  x              x            x
平衡量（mol/L）：0.01-x       0.01-x          x           x
則K=$\frac{c（{H}_{2}）×c（C{O}_{2}）}{c（CO）×c（{H}_{2}O）}$=$\frac{x×x}{（0.01-x）×（0.01-x）}$=9，解得：x=0.0075，
（1）從反應開始至達到平衡時CO的反應速率為$\frac{0.0075mol/L}{10min}$=7.5×10^-4mol•L^-1•min^-1，故答案為：7.5×10^-4；
（2）CO轉化率=$\frac{0.0075mol/L}{0.01mol/L}$×100%=75%，
故答案為：75%；
（3）因反應前后氣體的體積相等，則增大壓強平衡不移動，在恒溫恒容的條件下，向上述平衡體系中再充入等物質的量之比的CO（g）和H₂O（g）重新達到平衡時，H₂的體積百分數(shù)不變，為$\frac{0.0075}{0.02}×100%$=37.5%．
故答案為：37.5%．

點評 本題考查化學平衡有關計算，為高考常見題型，側重于學生的分析能力和計算能力的考查，題目比較基礎，注意三段式在化學平衡計算中應用，掌握化學平衡常數(shù)的用途：1、判斷反應進行的程度，2、判斷反應的熱效應，3、判斷反應進行的方向，4、計算轉化率等．