Question

4．已知可逆反應CO+H₂O（g）?CO₂+H₂，依題意回答下列問題：
（1）830K時，若起始時：c（CO）=2mol/L，c（H₂O）=3mol/L，平衡時CO的轉化率為60%，水蒸氣的體積分數(shù)為30%；K值為1．
（2）830K時，若只將起始時，c（H₂O）改為6mol/L，則CO的轉化率為75%．
（3）若830K時，起始濃度c（CO）=a mol/L，c（H₂O）=b mol/L，H₂的平衡濃度c（H₂）=c mol/L
①a、b、c之間的關系式是ab=c（a+b）．　
②當a=b時，a與c的關系式為a=2c．

Answer 1

分析 （1）830K時，若起始時：c（CO）=2mol/L，c（H₂O）=3mol/L，平衡時CO的轉化率為60%，即轉化的CO為2mol/L×60%=1.2mol/L，則
       CO+H₂O（g）?CO₂+H₂
開始    2      3             0      0
轉化   1.2     1.2        1.2    1.2
平衡  0.8      1.8        1.2    1.2
K為生成物濃度冪之積與反應物濃度冪之積的比；
（2）溫度不變，K不變，若只將起始時，c（H₂O）改為6mol/L，則
           CO+H₂O（g）?CO₂+H₂
開始    2      6               0      0
轉化     x     x                x   x
平衡 2-x      6-x             x     x
K=$\frac{x×x}{（2-x）（6-x）}$，
（3）若830K時，起始濃度c（CO）=a mol/L，c（H₂O）=b mol/L，H₂的平衡濃度c（H₂）=c mol/L
          CO+H₂O（g）?CO₂+H₂
開始   a        b              0      0
轉化    c       c               c     c
平衡 a-c      b-c             c     c
a=b時，$\frac{c×c}{（a-c）×（a-c）}$=K，以此來解答．

解答 解：（1）830K時，若起始時：c（CO）=2mol/L，c（H₂O）=3mol/L，平衡時CO的轉化率為60%，即轉化的CO為2mol/L×60%=1.2mol/L，則
       CO+H₂O（g）?CO₂+H₂
開始    2      3             0      0
轉化   1.2     1.2        1.2    1.2
平衡  0.8      1.8        1.2    1.2
K=$\frac{1.2×1.2}{0.8×1.8}$=1，水蒸氣的體積分數(shù)為$\frac{1.8}{0.8+1.8+1.2+1.2}$×100%=30%，
故答案為：30%；1；
（2）溫度不變，K不變，若只將起始時，c（H₂O）改為6mol/L，則
           CO+H₂O（g）?CO₂+H₂
開始    2      6               0      0
轉化     x     x                x   x
平衡 2-x      6-x             x     x
K=$\frac{x×x}{（2-x）（6-x）}$=1，解得x=1.5，
則CO的轉化率為$\frac{1.5mol}{2mol}$×100%=75%，
故答案為：75%；
（3）若830K時，起始濃度c（CO）=a mol/L，c（H₂O）=b mol/L，H₂的平衡濃度c（H₂）=c mol/L
          CO+H₂O（g）?CO₂+H₂
開始   a        b              0      0
轉化    c       c               c     c
平衡 a-c      b-c             c     c
①由K可知，$\frac{c×c}{（a-c）×（b-c）}$=1，則a、b、c之間的關系式是ab=c（a+b），故答案為：ab=c（a+b）；　
②當a=b時，a與c的關系式為a=b時，$\frac{c×c}{（a-c）×（a-c）}$=K=1，則a與c的關系式為a=2c，故答案為：a=2c．

點評 本題考查化學平衡的計算，為高頻考點，把握平衡三段法、轉化率及K的計算為解答的關鍵，側重分析與計算能力的考查，注意（3）為解答的難點，題目難度不大．