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

⑴ （3分） ⑵ 40%（3分）， 1（3分） ⑶ 25%（3分）

①c2＝(a-c) (b-c) （3分） ② a＝2c（3分）

【解析】

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。

考点：考查可逆反应、平衡常数的有关计算与应用