Question

煤化工中常需研究不同溫度下平衡常數(shù)、投料比及熱值等問題．已知：800℃時CO（g）+H₂O（g）?H₂（g）+CO₂（g）的初始濃度和平衡濃度如下表：

物質(zhì)	CO	H2O（g）	CO2	H2
初始濃度/mol?L-1	1	1	0	0
平衡濃度/mol?L-1	0.5	0.5	0.5	0.5

試回答下列問題：
（1）計算上述反應(yīng)達平衡時的平衡常數(shù)及CO、H₂O（g）的最大轉(zhuǎn)化率．（要求書寫過程 ）
（2）若800℃不變，只改變水蒸氣的初始濃度為4mol/L，求該條件下CO、H₂O（g）的最大轉(zhuǎn)化率．
（3）又知該反應(yīng)在427℃時平衡常數(shù)為9.94，則上述逆向反應(yīng)是：

 

反應(yīng)（選填：放熱、吸熱）
（4）在800℃發(fā)生上述反應(yīng)，以表中的量投入恒容反應(yīng)容器中，其中向正反應(yīng)方向移動的有

 

（選填A(yù)、B、C、D）．

	A	B	C	D
C（CO2）	3	1	2	2
C（H2）	2	1	1	2
C（CO）	1	2	4	3
C（H2O）	5	2	0.5	1

Answer 1

考點：化學(xué)平衡的計算

專題：化學(xué)平衡專題

分析：（1）平衡常數(shù)利用生成物平衡濃度的冪次方乘積除以反應(yīng)物平衡濃度冪次方乘積，轉(zhuǎn)化率=

消耗量

起始量

×100%；
（2）依據(jù)平衡三段式和平衡常數(shù)計算；
（3）依據(jù)溫度變化平衡常數(shù)變化，結(jié)合平衡移動原理分析平衡移動方向；
（4）計算濃度商Q和平衡常數(shù)比較分析判斷反應(yīng)進行的 方向；

解答： 解：（1）CO（g）+H₂O（g）?H₂（g）+CO₂（g）反應(yīng) 的平衡常數(shù)K=

c(H2)c(CO2)

c(CO)c(H2O)

=

0.5×0.5

0.5×0.5

=1；
CO、H₂O（g）的最大轉(zhuǎn)化率=

1-0.5

1

×100%=50%；
答：上述反應(yīng)達平衡時的平衡常數(shù)為1，CO、H₂O（g）的最大轉(zhuǎn)化率50%；
（2）若800℃不變，只改變水蒸氣的初始濃度為4mol/L，設(shè)一氧化碳轉(zhuǎn)化的物質(zhì)的量為x
               CO（g）+H₂O（g）?H₂（g）+CO₂（g）
起始量（mol/L） 1        4       0        0
變化量（mol/L） x        x        x       x
平衡量（mol/L）1-x      4-x       x       x
K=

x2

(1-x)(4-x)

=1
x=0.8
求該條件下CO的最大轉(zhuǎn)化率=

0.8mol/L

1mol/L

×100%=80%，H₂O（g）最大轉(zhuǎn)化率=

0.8mol/L

4mol/L

×100%=20%；
答：該條件下CO、H₂O（g）的最大轉(zhuǎn)化率分別為80%，20%；
（3）又知該反應(yīng)在427℃時平衡常數(shù)為9.94，800°C平衡常數(shù)為1，隨溫度升高，平衡常數(shù)減小，平衡逆向進行，逆反應(yīng)是吸熱反應(yīng)；
故答案為：吸熱；
（4）A、Q=

3×2

1×5

=1.2＞1，平衡逆向進行，故A不符合；
B、Q=

1×1

2×2

=0.5＜1，平衡正向進行，故B符合；
C、Q=

2×1

4×0.5

=1=K，平衡不動，故C不符合；
D、Q=

2×2

3×1

=1.3＞1，平衡逆向進行，故D不符合；
故選B．

點評：本題考查了化學(xué)平衡常數(shù)概念分析計算，平衡常數(shù)和平衡三段式的計算應(yīng)用，濃度商和平衡常數(shù)影響因素分析判斷，掌握基礎(chǔ)是關(guān)鍵，題目較簡單．