Question

已知850℃時，CO（g）+H₂O（g）?CO₂（g）+H₂（g）的K=1.850℃時，若在容積為2L的密閉容器中同時充入1.0mol CO，3.0mol H₂O，1.0mol CO₂和xmol H₂．
（1）當x=5.0時，判斷化學反應進行的方向．
（2）若要使上述反應開始時向正反應方向進行，則x應滿足的條件是什么？
（3）若x=5.0，當上述反應達到平衡后，計算H₂的體積分數(shù)．

Answer 1

考點：化學平衡的計算

專題：化學平衡專題

分析：（1）反應前后氣體的體積不變，用物質的量代替濃度計算此時濃度商Qc，與平衡常數(shù)比較判斷反應進行方向；
（2）反應開始時向正反應方向進行，則濃度商Qc小于平衡常數(shù)，據(jù)此列方程計算；
（3）根據(jù)平衡移動方向，設某一組分轉的物質的量為amol，利用三段式表示出平衡時各組成的物質的量，再根據(jù)平衡常數(shù)列方程計算a的值，計算平衡時氫氣的物質的量，根據(jù)體積分數(shù)定義計算．

解答： 解：（1）反應前后氣體的體積不變，用物質的量代替濃度計算此時濃度商Qc=

1×5

1×3

=1.7＞1，故反應向逆反應進行，
答：反應向逆反應進行．
（2）反應開始時向正反應方向進行，則濃度商Qc小于平衡常數(shù)，故

1×x

1×3

＜1，解答x＜3，
答：應滿足x＜3．
（3）令平衡時轉化的氫氣為amol，則：
           CO（g）+H₂O（g）?CO₂（g）+H₂（g）
開始（mol）：1        3        1       5
變化（mol）：a        a        a       a
平衡（mol）：1+a     3+a       1-a     5-a
故

(1-a)×(5-a)

(1+a)×(3+a)

=1，解得a=0.2
故平衡時氫氣的體積分數(shù)為

5-0.2

1+3+1+5

=0.48，
答：平衡時氫氣的體積發(fā)生為0.48．

點評：本題考查化學平衡的計算與運用，難度中等，注意掌握平衡常數(shù)的書寫與用途．