Question

已知850℃时，CO（g）+H₂O（g）?CO₂（g）+H₂（g）的K=1.850℃时，若在容积为2L的密闭容器中同时充入1.0mol CO，3.0mol H₂O，1.0mol CO₂和xmol H₂．
（1）当x=5.0时，判断化学反应进行的方向．
（2）若要使上述反应开始时向正反应方向进行，则x应满足的条件是什么？
（3）若x=5.0，当上述反应达到平衡后，计算H₂的体积分数．

Answer 1

考点：化学平衡的计算

专题：化学平衡专题

分析：（1）反应前后气体的体积不变，用物质的量代替浓度计算此时浓度商Qc，与平衡常数比较判断反应进行方向；
（2）反应开始时向正反应方向进行，则浓度商Qc小于平衡常数，据此列方程计算；
（3）根据平衡移动方向，设某一组分转的物质的量为amol，利用三段式表示出平衡时各组成的物质的量，再根据平衡常数列方程计算a的值，计算平衡时氢气的物质的量，根据体积分数定义计算．

解答： 解：（1）反应前后气体的体积不变，用物质的量代替浓度计算此时浓度商Qc=

1×5

1×3

=1.7＞1，故反应向逆反应进行，
答：反应向逆反应进行．
（2）反应开始时向正反应方向进行，则浓度商Qc小于平衡常数，故

1×x

1×3

＜1，解答x＜3，
答：应满足x＜3．
（3）令平衡时转化的氢气为amol，则：
           CO（g）+H₂O（g）?CO₂（g）+H₂（g）
开始（mol）：1        3        1       5
变化（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
故平衡时氢气的体积分数为

5-0.2

1+3+1+5

=0.48，
答：平衡时氢气的体积发生为0.48．

点评：本题考查化学平衡的计算与运用，难度中等，注意掌握平衡常数的书写与用途．