Question

3．已知可逆反應CO（g）+H₂O（g）?CO₂（g）+H₂（g）
（1）寫出該反應的化學平衡常數表達式：K=$\frac{c（C{O}_{2}）c（{H}_{2}）}{c（CO）c（{H}_{2}{O}_{\;}）}$．
（2）830K時，若起始時：C（CO）=2mol/L，C（H₂O）=3mol/L，平衡時CO的轉化率為60%，水蒸氣的轉化率為40%；K值為1．
（3）830K時，若只將起始時C（H₂O）改為6mol/L，則水蒸氣的轉化率為25%．

Answer 1

分析 （1）K為生成物濃度冪之積與反應物濃度冪之積的比；
（2）CO（g）+H₂O（g）?CO₂（g）+H₂（g）
開始  2              3                  0             0
轉化1.2             1.2               1.2           1.2
平衡時0.8          1.8               1.2            1.2
結合轉化率=$\frac{轉化的量}{開始的量}$×100%、平衡濃度計算K；
（3）設轉化的水蒸氣為x，則
       CO（g）+H₂O（g）?CO₂（g）+H₂（g）
開始  2              6                  0             0
轉化 x              x                  x               x
平衡時2-x          6-x               x              x
K=$\frac{x×x}{（2-x）（6-x）}$，以此來解答．

解答 解：（1）K為生成物濃度冪之積與反應物濃度冪之積的比，則K=$\frac{c（C{O}_{2}）c（{H}_{2}）}{c（CO）c（{H}_{2}{O}_{\;}）}$，故答案為：K=$\frac{c（C{O}_{2}）c（{H}_{2}）}{c（CO）c（{H}_{2}{O}_{\;}）}$；
（2）CO（g）+H₂O（g）?CO₂（g）+H₂（g）
開始  2              3                  0             0
轉化1.2             1.2               1.2           1.2
平衡時0.8          1.8               1.2            1.2
水蒸氣的轉化率為=$\frac{轉化的量}{開始的量}$×100%=$\frac{1.2mol/L}{3mol/L}$×100%=40%；
K=$\frac{1.2×1.2}{0.8×1.8}$=1，
故答案為：40%；1；
（3）設轉化的水蒸氣為x，則
       CO（g）+H₂O（g）?CO₂（g）+H₂（g）
開始  2              6                  0             0
轉化 x              x                  x               x
平衡時2-x          6-x               x              x
K=$\frac{x×x}{（2-x）（6-x）}$=1，解得x=1.5mol/L，
水蒸氣的轉化率為$\frac{1.5}{6}$×100%=25%，
故答案為：25%．

點評 本題考查化學平衡的計算，為高頻考點，把握K的意義及K只與溫度有關為解答的關鍵，側重分析與計算能力的考查，注意三段法計算格式的應用，題目難度不大．