Question

在830K时，下列反应的平衡体系具有某些特殊性：

CO（g）＋H₂O（g）CO₂（g）＋H₂（g）

①若起始浓度分别为c（CO）＝3 mol·L^－1，c（H₂O）＝0.75mol·L^－1，达到平衡后CO的转化率为20%

②若起始浓度分别为c（CO）＝3 mol·L^－1，c（H₂O）＝4.5mol·L^－1，达到平衡后CO的转化率为60%

设830K时，以起始浓度分别以c（CO）＝a mol·L^－1，c（H₂O）＝b mol·L^－1投料，发生以上反应，测得平衡后c（H₂）＝c mol·L^－1.

请注意上述数据，总结出其中规律，填写以下空白。

（1）选择填空：在多次试验中，若保持b不变而减小a,则达到平衡时CO的转化率________ 水蒸气的转化率________.

A．增大             B．减小             C．不变             D．无法确定

（2）当a＝4，c＝1.5时，b＝______________.

（3）当a＝2b时，a∶c＝______________.

（4）a、b、c在该平衡中的关系式是__________________.

 

Answer 1

【答案】

（1）A；B  （2）2.4  （3）3∶1  （4）c/a ＋c/b＝1

【解析】

试题分析：（1）设总体积为1L，在830K时，可逆反应CO（g）+H₂O（g）CO₂（g）+H₂（g），当α（CO）＝20%时，即有3mol?L^-1×1L×20%＝0.6molCO参加了反应，则一定有0.6molH₂O同时参加反应，因此水蒸气的转化率是；当α（CO）＝60%时，则有3mol?L^-1×1L×60%＝1.8molCO参加了反应，则一定有1.8molH₂O同时参加反应，则水蒸气的转化率为。从中可以看出，CO的转化率和水蒸气的转化率之和总是满足1，即增加c（H₂O）时，α（CO）升高（20%→60%，升高了40%），而α（H₂O）降低（80%→40%，降低了40%），并且符合20%+80%＝100%，60%+40%＝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。所以当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：。

（2）将a＝4，c＝1.5代入，即得到b＝2.4

（3）当a＝2b时，根据可知，a∶c＝3∶1

考点：考查可逆反应的有关计算

点评：本题属于难度较大的化学平衡的计算题，对学生的思维能力提出了更高的要求。该题有利于培养学生严谨的逻辑思维能力，以及灵活运用知识解决实际问题的能力，有利于激发学生的求知欲，提高学习兴趣和学习积极性。