Question

已知：CO（g）+H₂O（g）?CO₂（g）+H₂（g）△H=-42kJ?mol^-1
（1）在一定溫度下，向一定體積的密閉容器中通入1molCO、2molH₂O（g），反應達平衡時，測得放出的熱量為28kJ，求CO的轉化率為

66.7%

；
（2）該溫度下，向該密閉容器中通入

1

3

molCO₂、

1

3

molH₂，欲使反應達平衡時CO的轉化率與（1）相同，則還需滿足的條件是

向容器中通入CO、H₂O，且滿足n（H₂O）=2n（CO）+

1

3

mol

；
（3）該溫度下，向該密閉容器中通入2molCO、3molH₂O（g），反應達平衡時時，求H₂O（g）的轉化率

40%

；
（4）該溫度下，向該密閉容器中通入1.5molCO、3molH₂O（g），反應達平衡時，放出的熱量為

42

kJ．

Answer 1

分析：（1）根據反應放出的熱量計算參加反應的CO的物質的量，再根據轉化率定義計算；
（2）使反應達平衡時CO的轉化率與（1）相同，為等效平衡，由于該反應前后氣體體積不變，故按化學計量數轉化到左邊，滿足容器內n（CO）：（H₂O）=1：2，據此解答；
（3）根據（1）計算平衡常數，令參加反應的水的物質的量為xmol，利用三段式用x表示平衡時各組分的物質的量，代入平衡常數表達式列方程計算x的值，再根據轉化率定義計算；
（4）與（1）為等效平衡，CO的轉化率相等，據此計算參加反應的CO的物質的量，再根據熱化學方程式計算反應放出的熱量．

解答：解：（1）反應達平衡時，測得放出的熱量為28kJ，則參加反應是CO的物質的量=

28kJ

42kJ/mol

=

2

3

mol，故CO的轉化率=

2 3 mol

1mol

×1005=66.7%，
故答案為：66.7%；
（2）使反應達平衡時CO的轉化率與（1）相同，為等效平衡，按化學計量數轉化到左邊，得到CO、H₂O都是

1

3

mol，由于該反應前后氣體體積不變，滿足容器內n（CO）：（H₂O）=1：2，故應還應同時加入CO、H₂O，則：
[n（CO）+

1

3

mol]：[n（H₂O）+

1

3

mol]=1：2，整理得n（H₂O）=2n（CO）+

1

3

mol，
故答案為：向容器中通入CO、H₂O，且滿足n（H₂O）=2n（CO）+

1

3

mol；
（3）由（1）計算可知，平衡時參加反應是CO的物質的量=

2

3

mol，則：
           CO（g）+H₂O（g）?CO₂（g）+H₂（g）
開始（mol）：1       2       0        0
變化（mol）：

2

3

      

2

3

      

2

3

        

2

3

平衡（mol）：

1

3

     

4

3

      

2

3

       

2

3

反應前后氣體體積不變，用物質的量代替濃度計算平衡常數，故平衡常數k=

2 3 × 2 3

1 3 × 4 3

=1，
令參加反應的水的物質的量為xmol，則：
           CO（g）+H₂O（g）?CO₂（g）+H₂（g）
開始（mol）：2       3       0        0
變化（mol）：x       x       x        x
平衡（mol）：2-x     3-x      x        x
故

x×x

(2-x)×(3-x)

=1，解得x=1.2
故水的轉化率=

1.2mol

3mol

×100%=40%，
故答案為：40%；
（4）與（1）為等效平衡，CO的轉化率相等，故參加反應的CO的物質的量=1.5mol×

2

3

=1mol，根據熱化學方程式可知，反應放出的熱量為1mol×42kJ/mol=42kJ，
故答案為：42kJ．

點評：本題考查化學平衡的有關計算、化學平衡常數的有關計算，難度中等，（4）中注意利用等效平衡解答，（2）中注意反應前后氣體體積不變，滿足對比即可．