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800K时将1mol CO和1mol H2O(g)充入体积为1L的固定容积的反应器中,在某条件下达到化学平衡状态:CO(g)+H2O(g)?CO2 (g)+H2 (g),此时有
2
3
的CO转化为CO2
(1)该平衡混合物中CO2的体积分数为
1
3
1
3

(2)写出该反应的化学平衡常数表达式
k=
c(H2)c(CO2)
c(CO)c(H2O)
k=
c(H2)c(CO2)
c(CO)c(H2O)
,并计算出平衡常数为
4
4

(3)若使平衡向正方向移动,则下列说法中正确的是
①⑤
①⑤
(填序号)
①生成物的物质的量一定增加②生成物的体积分数一定增加:③反应物的转化率一定增大;④反应物的浓度一定降低;⑤正反应速率一定大于逆反应速率;⑥一定使用了催化剂.
(4)在相同条件下,若向容器中充入1mol CO2、1mol H2和1mol H2O,则达到平衡时与(1)中平衡相比较,平衡应向
正反应
正反应
(填“正反应方向”、“逆反应方向”或“不移动”),此时平衡混合物中CO2的体积分数为
28.2%
28.2%
(提示:3的平方根为1.732)
分析:根据三段式解题法,求出平衡时各组分的物质的量
(1)利用体积分数定义计算;
(2)化学平衡常数=生成物平衡浓度系数次方之积与反应物平衡浓度系数次方之积的比,反应在同一容器内进行,体积相同,方程式中各物质的化学计量数都是1,所以在计算中均可用物质的量数值代替浓度数值;
(3)考虑改变什么条件,使平衡向正反应方向移动,结合选项分析解答;
(4)充入1mol CO2、lmol H2和1mol H2O,反应向逆反应进行建立平衡,等效为(1)中平衡后,再加1molH2O(g),平衡向正反应移动;
令参加反应的H2物质的量为nmol,根据三段式解题法,用n表示出平衡时各组分的物质的量,代入平衡常数k计算,据此解答.
解答:解:利用三段式法求平衡时各组分个浓度,
             CO(g)+H2O(g)?H2(g)+CO2(g),
起始(mol):1             1                  0               0
转化(mol):
2
3
             
2
3
                 
2
3
              
2
3

平衡(mol):1-
2
3
=
1
3
         1-
2
3
=
1
3
           
2
3
              
2
3

 (1)反应前后气体的体积不变,所以平衡时,混合气体的总的物质的量为1mol+1mol=2mol,
所以平衡混合物中CO2的体积分数为
2
3
mol
2mol
=
1
3

故答案为:
1
3

(2)化学平衡常数=生成物平衡浓度系数次方之积与反应物平衡浓度系数次方之积的比,
故该反应的平衡常数表达式k=
c(H2)c(CO2)
c(CO)c(H2O)
,反应在同一容器内进行,体积相同,方程式中各物质的化学计量数都是1,所以在计算中均可用物质的量数值代替浓度数值,所以k=
c(H2)c(CO2)
c(CO)c(H2O)
=
2
3
×
2
3
1
3
×
1
3
=4.
故答案为:k=
c(H2)c(CO2)
c(CO)c(H2O)
;=4.
(3)平衡向向正方向移动,
①不论改变何条件,平衡向向正方向移动,生成物的物质的量一定增加,故①正确;
②对于多种气体参与反应,反应前后气体的体积不变的反应,并向其中大量加入一种反应物,而使平衡正向移动.生成物的物质的量增加,但百分含量完全可以减小,因为总量多了,故②错误;
③多种物质参加反应,增加一种反应物的浓度,平衡向向正方向移动,提高其它反应物的转化率,自身转化率降低,故③错误;
④多种物质参加反应,增加一种反应物的浓度,平衡向向正方向移动,其它反应物的浓度降低,自身浓度增大,故④错误;
⑤平衡向向正方向移动,正反应速率一定大于逆反应速率,故⑤正确;
⑥使用催化剂不能改变平衡移动,故⑥错误.
故选:①⑤
(4)充入1mol CO2、lmol H2和1mol H2O,反应向逆反应进行建立平衡,等效为(1)中平衡后,再加1molH2O(g),平衡向正反应移动;
令参加反应的H2物质的量为nmol,
              CO(g)+H2O(g)?H2(g)+CO2(g),
起始(mol):0         1                 1              1
转化(mol):n         n                 n              n
平衡(mol):n        1+n               1-n            1-n
所以
(1-n)(1-n)
n(1+n)
=4,解得n=0.154
反应前后气体的体积不变,所以平衡时,混合气体的总的物质的量为1mol+1mol+1mol=3mol,
平衡混合物中CO2的体积分数为
1mol-0.154mol
3mol
×100%=28.2%
故答案为:28.2%
点评:考查化学平衡的计算及影响因素,难度中等,平衡常数只受温度影响,温度不变,平衡常数不变.
练习册系列答案
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科目:高中化学 来源: 题型:

将2molSO2和1molO2混合置于容积为2L的密闭容器中,在800K时,发生如下反应:2SO2(g)+O2(g)?2SO3(g)△H<0,当反应从开始进行到5min时,反应达到平衡状态,测得混合气体总物质的量为2.1mol.请回答下列问题:
(1)800K时,该反应的平衡常数为
1620
1620
,在0~5min时间间隔内SO2的反应速率为
0.18mol/(L?min)
0.18mol/(L?min)

(2)若在5min时降低温度,在某一时刻重新达到平衡状态,则新平衡混合物中气体的总物质的量
2.1mol(填“>”、“<”或“=”),简述你的判断理由:
正反应是一个气体总物质的量减小的反应,且放热,当降低温度时,平衡向正反应方向移动
正反应是一个气体总物质的量减小的反应,且放热,当降低温度时,平衡向正反应方向移动

(3)若相同条件下,向该容器内分别充入xmolSO2、ymolO2和zmolSO3,反应达到平衡时,容器内混合气体总物质的量仍为2.1mol.则:x、y、z必须满足的关系是
x+z=2、y+0.5z=1
x+z=2、y+0.5z=1
.(一个用含x、z的式子表示,一个用含y、z的式子表示)
(4)相同条件下,若在上述容器中,充入0.2mol SO2、0.4mol O2和4.0molSO3三种气体,下列对该反应状态的描述中,正确的是
C
C
(填字母序号).
A.处于平衡状态  B.不是平衡状态,反应正向进行 C.不是平衡状态,反应逆向进行.

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科目:高中化学 来源:不详 题型:问答题

800K时将1mol CO和1mol H2O(g)充入体积为1L的固定容积的反应器中,在某条件下达到化学平衡状态:CO(g)+H2O(g)?CO2 (g)+H2 (g),此时有
2
3
的CO转化为CO2
(1)该平衡混合物中CO2的体积分数为______
(2)写出该反应的化学平衡常数表达式______,并计算出平衡常数为______
(3)若使平衡向正方向移动,则下列说法中正确的是______(填序号)
①生成物的物质的量一定增加②生成物的体积分数一定增加:③反应物的转化率一定增大;④反应物的浓度一定降低;⑤正反应速率一定大于逆反应速率;⑥一定使用了催化剂.
(4)在相同条件下,若向容器中充入1mol CO2、1mol H2和1mol H2O,则达到平衡时与(1)中平衡相比较,平衡应向______(填“正反应方向”、“逆反应方向”或“不移动”),此时平衡混合物中CO2的体积分数为______(提示:3的平方根为1.732)

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科目:高中化学 来源:2012-2013学年甘肃省兰大附中高二(上)期中化学试卷(解析版) 题型:解答题

将2molSO2和1molO2混合置于容积为2L的密闭容器中,在800K时,发生如下反应:2SO2(g)+O2(g)?2SO3(g)△H<0,当反应从开始进行到5min时,反应达到平衡状态,测得混合气体总物质的量为2.1mol.请回答下列问题:
(1)800K时,该反应的平衡常数为______,在0~5min时间间隔内SO2的反应速率为______.
(2)若在5min时降低温度,在某一时刻重新达到平衡状态,则新平衡混合物中气体的总物质的量______2.1mol(填“>”、“<”或“=”),简述你的判断理由:______.
(3)若相同条件下,向该容器内分别充人xmolSO2、ymolO2和zmolSO3,反应达到平衡时,容器内混合气体总物质的量仍为2.1mol.则:x、y、z必须满足的关系是______.(一个用含x、z的式子表示,一个用含y、z的式子表示)
(4)相同条件下,若在上述容器中,充入0.2mol SO2、0.4mol O2和4.0molSO3三种气体,下列对该反应状态的描述中,正确的是______(填字母序号).
A.处于平衡状态  B.不是平衡状态,反应正向进行 C.不是平衡状态,反应逆向进行.

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科目:高中化学 来源:2009-2010学年吉林一中高二(上)期中化学试卷(理科)(解析版) 题型:解答题

800K时将1mol CO和1mol H2O(g)充入体积为1L的固定容积的反应器中,在某条件下达到化学平衡状态:CO(g)+H2O(g)?CO2 (g)+H2 (g),此时有的CO转化为CO2
(1)该平衡混合物中CO2的体积分数为______
(2)写出该反应的化学平衡常数表达式______,并计算出平衡常数为______
(3)若使平衡向正方向移动,则下列说法中正确的是______(填序号)
①生成物的物质的量一定增加②生成物的体积分数一定增加:③反应物的转化率一定增大;④反应物的浓度一定降低;⑤正反应速率一定大于逆反应速率;⑥一定使用了催化剂.
(4)在相同条件下,若向容器中充入1mol CO2、1mol H2和1mol H2O,则达到平衡时与(1)中平衡相比较,平衡应向______(填“正反应方向”、“逆反应方向”或“不移动”),此时平衡混合物中CO2的体积分数为______(提示:3的平方根为1.732)

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