Question

在温度为830K时，下述可逆反应及其平衡具有某些特殊性：CO（g）+H₂O（g）CO₂（g）+H₂（g），若起始浓度co（CO）=2mol?L^-1，co（H₂O）=3mol?L^-1，反应平衡时CO的转化率α（CO）=60%，如果将H₂O的起始浓度加大到6mol?L^-1，则CO的转化率α（CO）=75%。请注意上述有关数据，总结出其中的规律，填写以下空白：
设830K时，起始浓度co（CO）=amol?L^-1，co（H₂O）=bmol?L^-1，达平衡时［H₂］=cmol?L^-1。
（1）当b不变、a减小时，重新达到平衡，则α（CO）_____（填“增大”、“减小”或“不变”，下同）；α（H₂O）______。
（2）当a=5、c=20/9时，b=________。
（3）当a=b时，c/a=________。
（4）用以表示a、b、c之间的关系的代数式为____。

Answer 1

解析：设总体积为1L，在830K时，可逆反应：CO（g）+H₂O（g）CO₂（g）+H₂（g），当α（CO）=60%时，即有2mol?L^-1×1L×60%=1.2molCO参加了反应，必有1.2molH₂O同时参加反应，

当α（CO）=75%时，则有2mol?L^-1×1L×75%=1.5molCO参加了反应，也有1.5molH₂O同时参加了反应，即α（H₂O）

从中可以看出，增加c（H₂O）时，α（CO）升高（60%→75%，升高了15%），而α（H₂O）降低（40%→25%，降低了15%），并且符合60%+40%=100%，75%+25%=100%。
由此可得出此题中的“某些规律”：
①增大一种反应物的浓度，则该物质的转化率降低，而使另一种反应物的转化率升高，且升高率与该物质的转化率降低率相等。那么第（1）问则为：当b不变、a减小时，α（CO）增大，α（H₂O）减小。
②各反应物的转化率之和总为100%。若用代数式表示则为：

这就是第（4）问的答案。再将第（2）问和第（3）问的有关数据代入即得：（2）当a=5、c=20/9时，b=4；（3）当a=b时，c/a=0.5。

【试题分析】