Question

在一定温度下的密闭容器中存在如下反应：CO（g）+H₂O（g）

催化剂

高温

CO₂（g）+H₂（g），已知c（CO）_始=0.2mol?L^-1，c（H₂O）_始=0.3mol?L^-1，经测定该温度下反应的平衡常数为1．试判断：（要有必要的计算步骤，没有过程不给分）
（1）．反应一段时间后，当c（CO）=0.1mol?L^-1时，该反应是否达到平衡状态？若未达到，反应向何方向进行？
（2）．达到平衡时，CO的转化率为多少？

Answer 1

考点：化学平衡的计算,化学平衡的影响因素

专题：化学平衡专题

分析：（1）根据化学反应进行到某个状态时的浓度熵和化学平衡常数之间的大小关系来回答；
（2）根据三行式计算化学反应中物质的转化率．

解答： 解：（1）反应一段时间后，当c（CO）=0.1mol?L^-1时，CO转化率为25%，
 依据化学平衡三段式列式计算 CO（g）+H₂O（g）?CO₂（g）+H₂（g）
              初始浓度：0.2     0.3      0        0
              变化浓度：0.1     0.1      0.1     0.1
              末态浓度：0.1     0.2     0.1       0.1
此时浓度熵Qc=

0.1×0.1

0.1×0.2

=0.5＜1，所以不是平衡状态，化学反应会向正向进行．
答：不是平衡状态，会向正方向进行；
（2）设达到平衡时，CO的转化率为x
                       CO（g）+H₂O（g）?CO₂（g）+H₂（g）
              初始浓度：0.2    0.3       0        0
              变化浓度：0.2x   0.2x     0.2x     0.2x 
              末态浓度：0.2-0.2x 3-0.2x   0.2x      0.2x
则

(0.2x)2

(0.2-0.2x)(0.3-0.2x)

=1，解得x=0.6，CO的转化率为

0.2×0.6

0.2

×100%=60%，
答：CO的转化率是60%．

点评：本题涉及化学平衡常数以及转化率的计算知识，注意三行式的计算方法的应用是关键，难度不大．