Question

某溫度時，向容積為2L的密閉容器中充入一定量的CO和H₂O，發(fā)生反應(yīng)：CO（g）+H₂O（g）?CO₂+H₂（g）
反應(yīng)過程中測定的部分?jǐn)?shù)據(jù)見下表（表中t₁＞t₂）：

反應(yīng)時間/min	n（CO）/mol	H2O/mol
0	1.20	0.60
20	0.80
40		0.20

試回答下列問題
（1）該溫度時，反應(yīng)的平衡常數(shù)k=

 

（2）若保持其他條件不變，起始時向容器中充入0.60molCO和1.20molH₂O，到達(dá)平衡時，n（CO₂）=

 

 mol
（3）若保持其他條件不變，向上表中的平衡體系再通0.60molH₂O，新平衡時H₂O的體積分?jǐn)?shù)為

 

．

Answer 1

考點：化學(xué)平衡的計算

專題：化學(xué)平衡專題

分析：（1）利用三段式可計算出各成分平衡時的物質(zhì)的量，再求得濃度，算出平衡常數(shù)；
（2）溫度不變，平衡常數(shù)不變，利用平衡常數(shù)可求得平衡時的濃度，進(jìn)而求得物質(zhì)的量；
（3）溫度不變，平衡常數(shù)不變，利用平衡常數(shù)可求得平衡時的濃度，進(jìn)而求得物質(zhì)的量，利用體積之比等于物質(zhì)的量之比，確定體積分?jǐn)?shù)．

解答： 解：（1）H₂O（g）+CO（g） CO₂（g）+H₂（g）
初始          0.3mol/L     0.6mol/L            0       0
20min         0.1mol/L     0.4mol/l        0.2mol/l  0.2mol/l
40min         0.1mol/L     0.4mol/l        0.2mol/l  0.2mol/l
根據(jù)以上數(shù)據(jù)可知，在20min 是反應(yīng)就已經(jīng)處于平衡狀態(tài)，則K=

c(CO2)?c(H2)

c(CO)?c(H2O)

=

0.2×0.2

0.1×0.4

=1，故答案為：1；
（2）設(shè)平衡時生成二氧化碳濃度為xmol/L
 　　　　　　　　 H₂O（g）+CO（g） CO₂（g）+H₂（g）
初始（mol/L）     0.6         0.3              0       0
轉(zhuǎn)化（mol/L）      x           x               x       x
平衡（mol/L）     0.6-x       0.3-x            x       x
根據(jù)K=

x×x

(0.6-x)×(0.3-x)

=1，解得x=0.2，所以n（CO₂）=0.2×2mol=0.4mol，故答案為：0.4；
（3）設(shè)平衡時轉(zhuǎn)化的水為xmol/L
        　　　  H₂O（g）+CO（g） CO₂（g）+H₂（g）
初始（mol/L）     0.6         0.6              0       0
轉(zhuǎn)化（mol/L）      x           x               x       x
平衡（mol/L）     0.6-x       0.6-x            x       x
根據(jù)K=

x×x

( 0.6-x)×(0.6-x)

=1，解得x=0.3，所以H₂O的體積分?jǐn)?shù)為

0.6-0.3

0.6-0.3+0.6-0.3+0.3+0.3

=0.25，故答案為：0.25．

點評：本題主要考查化學(xué)平衡常數(shù)計算以及應(yīng)用平衡常數(shù)計算平衡時有關(guān)物質(zhì)的物質(zhì)的量和體積分?jǐn)?shù)，解題關(guān)鍵是要抓住溫度不變化學(xué)平衡常數(shù)也不變，題目難度不大．