Question

（18分）已知可逆反应CO₂(g) + H₂(g)CO(g) + H₂O(g)，
⑴写出该反应的化学平衡常数表达式：K=             。
⑵830K时，若起始时：c (CO₂)=2mol/L，c (H₂)=3mol/L，平衡时CO₂的转化率为60%，氢气的转化率为        ；K值为             。
⑶830K时，若只将起始时c (H₂)改为6mol/L，则氢气的转化率为         。
⑷若830K时，起始浓度c (CO₂) =" a" mol/L，c (H₂) =" b" mol/L，H₂O的平衡浓度为c (H₂O) =" c" mol/L，则：①a、b、c之间的关系式是         ；②当a = b时，a =         c。

Answer 1

⑴ （3分） ⑵40%（3分）， 1（3分）  ⑶25%（3分）
①c²＝(a-c) (b-c) （3分）  ② a＝2c（3分）

试题分析：（1）化学平衡常数是在一定条件下，当可逆反应达到平衡状态时，生成物浓度的幂之积和反应物浓度的幂之积的比值，则根据CO₂(g) + H₂(g)CO(g) + H₂O(g)可知，该反应的平衡常数表达式为：K═。
（2）平衡时CO₂的转化率为60%，则消耗CO₂的浓度是2mol/L×0.6＝1.2mol/L，所以根据反应式CO₂(g) + H₂(g)CO(g) + H₂O(g)可知消耗氢气的浓度是1.2mol/L，所以氢气的转化率为×100%＝40%。平衡时剩余CO₂和氢气的浓度分别是0.8mol/L、1.8mol/L，生成CO和水蒸气的浓度均是1.2mol/L，所以该温度下反应的平衡常数K＝＝＝1。
（3）830K时，若只将起始时c (H₂)改为6mol/L，设消耗氢气的浓度为x，则
CO₂(g) + H₂(g)CO(g) + H₂O(g)
起始浓度（mol/L）   2         6         0       0
转化浓度（mol/L）  x          x        x        x
平衡浓度（mol/L） 2－x      6－x       x        x
所以根据平衡常数K可知＝1
解得x＝1.5
所以氢气的转化率为×100%＝25%
（4）①若830K时，起始浓度c (CO₂) =" a" mol/L，c (H₂) =" b" mol/L，H₂O的平衡浓度为c (H₂O) =" c" mol/L，则
CO₂(g) + H₂(g)CO(g) + H₂O(g)
起始浓度（mol/L）   a         b         0       0
转化浓度（mol/L）   c         c         c       c
平衡浓度（mol/L） a－c      b－c        c       c
所以根据平衡常数K可知＝1
解得c²＝(a-c) (b-c)
②当当a＝b时，则根据c²＝(a-c) (b-c)可知a＝2c。