Question

【題目】

Ⅰ.對于可逆反應CO+H2O(g)CO2+H2，回答下列問題：

(1)830 K時，若起始時c(CO)=2 mol·L-1，c(H2O)=3 mol·L-1，平衡時CO的轉化率為60%，水蒸氣的轉化率為 _____________;平衡常數K的值為 _____________。

(2)830 K時，若只將起始時c(H2O)改為6 mol·L-1，則水蒸氣的轉化率為_____________ 。

(3)若830 K時，某時刻混合體系中各氣體的濃度為c(CO2)=0.4 mol·L-1c(CO)=0.6 mol·L-1c(H2O)=3 mol·L-1，c(H2)=2 mol·L-1請判定該體系中反應進行的方向：______________ (填“正向進行”“逆向進行”或“達到平衡”)。

Ⅱ恒溫恒壓下，在一個容積可變的容器中發生如下反應：A(g)+B(g) C(g)

(1)若開始時放入1mol A和1mol B，達到平衡后，生成a mol C，這時A的物質的量為 _______ mol。

(2)若開始時放入3mol A和3mol B，達到平衡后，生成C的物質的量為 _______mol。

(3)若開始時放入x mol A2mol B和1mol C，達到平衡后，A和C的物質的量分別為y mol和3a mol，則x= ______，y= _________。

(4)若在(3)的平衡混合物中再加入3mol C，待再次達到平衡后，C的物質的量分數是 _______。

Answer 1

【答案】40% 1 25% 正向進行 1-a 3a 2 3-3a

【解析】

Ⅰ.（1）根據CO的起始濃度和轉化率可以計算CO的轉化濃度，列三段式求出平衡時各物質的物質的量濃度，從而計算水蒸氣的轉化率和平衡常數K；

（2）設CO的轉化濃度為x，列出三段式，根據一定溫度下反應的平衡常數不變解出x，據此分析；

（3）計算此時反應的濃度商，并與平衡常數進行比較判斷反應進行的方向。

Ⅱ.（1）依據化學平衡的三段式列式計算；
（2）根據恒溫、恒壓下放入3molA和3molB，與（1）建立等效平衡進行分析；
（3）恒溫、恒壓下根據生成的C為3a mol可知，達到的平衡與起始量加入3molA、3molB所達到的平衡是相同的平衡，依據（2）的分析計算得到（3）的X、Y的取值；
（4）再加3molC折算成A和B，相當于6molA和6molB，由于是恒壓過程，此時與（1）中的平衡為等效平衡，且是成比例等效，據此可以解題。

Ⅰ.（1）若起始時，c(CO)=2 mol·L-1，c(H2O)=3 mol·L-1，平衡時CO的轉化率為60%，列出三段式為： CO+H2O(g)CO2+H2

起始量(mol/L) 2 3 0 0

變化量(mol/L) 1.2 1.2 1.2 1.2

平衡量(mol/L) 0.8 1.8 1.2 1.2

則水蒸氣的轉化率為；平衡常數K的值為；

答案為：40%；1；

（2）溫度不變，平衡常數不變，設CO的轉化濃度為x，據此列出三段式進行計算：

CO+H2O(g)CO2+H2

起始量(mol/L) 2 6 0 0

變化量(mol/L) x x x x

平衡量(mol/L) 2-x 6-x x x

則平衡常數，解得x=1.5mol/L，

則水蒸氣的轉化率為；

故答案為：25%；

（3）此時該反應的濃度商為，則反應正向進行；

故答案為：正向進行；

Ⅱ.（1）根據化學平衡三段式列式計算

A(g)+B(g)C(g)

起始量(mol) 1 1 0

變化量(mol) a a a

平衡量(mol) 1a 1a a

則A的物質的量為(1a)mol；

故答案為：1-a；

（2）在恒溫恒壓條件下，若開始時放入3mol A和3mol B，同等程度改變反應物的用量，A、B物質的量之比也為1:1，將建立與(1)等效的平衡狀態，所以到達平衡后，依據(1)中的計算可知，生成C的物質的量為3a mol；

故答案為：3a；

（3）恒溫、恒壓下到達平衡后，C的物質的量為3a mol，說明與（2）所達到的平衡是完全相同的平衡狀態，則滿足極值轉化后A、B起始量分為3mol、3mol，則有

A(g)+B(g) C(g)

起始量(mol) x 2 1

極值轉化(mol) x+1 2+1=3

則x+1=3，x=2；

因為極值轉化后A、B起始量分為3mol、3mol，與（1）中A、B的物質的量之比均為1:1，則為等效平衡，平衡時轉化率相同，各物質的量均是A中的3倍，則平衡時A的物質的量為y=3(1-a)mol=3-3a mol；

故答案為：2；3-3a；

（4）再加3molC折算成A和B，相當于起始加入6mol A和6mol B，由于是恒壓過程，此時與(1)中的平衡為等效平衡，且是成比例等效，

A(g)+B(g)C(g)

起始量1(mol) 1 1 0

平衡量1(mol) 1a 1a a

起始量2(mol) 6 6 0

平衡量2(mol) 66a 66a 6a

C的物質的量分數為；

故答案為：。