Question

1．現有反應：CO（g）+H₂O（g）?CO₂（g）+H₂（g）△H＜0，在850℃時，平衡常數K=1．現在850℃時，向2L的密閉容器中充入CO、H₂O（g）各4mol，試回答下列問題（寫出具體的計算過程）：
（1）達平衡時，CO轉化率為多少？
（2）H₂的體積分數為多少？
（3）若溫度仍為850℃，初始時CO濃度為2mol/L，H₂O（g）為6mol/L，則平衡時CO轉化率為多少？

Answer 1

分析 設轉化CO的濃度為x，850℃時，向2L的密閉容器中充入CO、H₂O（g）各4mol，列三段式：
       CO（g）+H₂O（g）?CO₂（g）+H₂（g）
c始：2              2                0              0
c轉：x              x                 x              x
c平：2-x          2-x              x               x
在850℃時，平衡常數K=1．則$\frac{{x}^{2}}{（2-x）^{2}}$=1，解得x=1，
據此計算CO的轉化率；氫氣的體積分數；溫度不變，K不變，計算初始時CO濃度為2mol/L，H₂O（g）為6mol/L，則平衡時CO轉化率．

解答 解：設轉化CO的濃度為x，850℃時，向2L的密閉容器中充入CO、H₂O（g）各4mol，列三段式：
       CO（g）+H₂O（g）?CO₂（g）+H₂（g）
c始：2              2                0              0
c轉：x              x                 x              x
c平：2-x          2-x              x               x
在850℃時，平衡常數K=1．則$\frac{{x}^{2}}{（2-x）^{2}}$=1，解得x=1，
（1）平衡時，CO轉化率為$\frac{1}{2}×100%$=50%；
答：達平衡時，CO轉化率為50%；
（2）H₂的體積分數為$\frac{1}{4}×100%$=25%；
答：H₂的體積分數為25%；
（3）初始時CO濃度為2mol/L，H₂O（g）為6mol/L，則平衡時CO轉化了y，
      CO（g）+H₂O（g）?CO₂（g）+H₂（g）
c始：2             6                0              0
c轉：y              y              y             y
c平：2-y         6-y             y             y
溫度不變，則K不變，有$\frac{{y}^{2}}{（2-y）（6-y）}$=1，解得y=1.5，CO轉化率為$\frac{1.5}{2}×100%$=75%；
答：850℃，初始時CO濃度為2mol/L，H₂O（g）為6mol/L，則平衡時CO轉化率為75%．

點評 本題考查了化學平衡的有關計算，題目難度不大，掌握三段式解題方法是關鍵．