Question

已知可逆反应CO（g）+H₂O（g）?CO₂（g）+H₂（g），
（1）写出该反应的化学平衡常数表达式：K=

 

．
（2）830K时，若起始时：C（CO）=2mol/L，C（H₂O）=3mol/L，平衡时CO的转化率为60%，水蒸气的转化率为

 

；K值为

 

．
（3）830K时，若只将起始时C（H₂O）改为6mol/L，则水蒸气的转化率为

 

．
（4）若830K时，起始浓度 C（CO）=a mol/L，C（H₂O）=b mol/L，H₂的平衡浓度为C（H₂）=c mol/L，则：
①a、b、c之间的关系式是

 

；②当a=b时，a=

 

c．

Answer 1

考点：化学平衡的计算,等效平衡

专题：化学平衡专题

分析：（1）依据化学方程式和平衡常数概念书写，利用生成物平衡浓度幂次方乘积除以反应物平衡浓度幂次方乘积得到；
（2）根据三段式解题法，求出反应混合物各组分浓度的变化量、平衡时各组分的浓度，代入平衡常数表达式计算平衡常数；水蒸气转化率=

消耗量

起始量

×100%；
（3）温度不变，化学平衡常数不变，根据化学平衡常数求出反应掉的水蒸气的物质的量浓度，再根据转化率公式计算水蒸气的转化率；
（4）温度不变，化学平衡常数不变，利用三段式法结合平衡常数计算a、b、c之间的关系式．

解答： 解：（1）依据化学方程式，CO（g）+H₂O（g）?CO₂（g）+H₂（g），结合平衡常数概念是利用生成物平衡浓度幂次方乘积除以反应物平衡浓度幂次方乘积得到
K=

c(CO2)c(H2)

c(CO)c(H2O)

，故答案为：

c(CO2)c(H2)

c(CO)c(H2O)

；
（2）平衡时CO的转化率为60%，则CO的浓度变化量=2mol/L×60%=1.2mol/L，则：
            CO（g）+H₂O（g）?CO₂（g）+H₂（g）
起始（mol/L）：2     3               0      0
变化（mol/L）：1.2   1.2             1.2    1.2
平衡（mol/L）：0.8   1.8             1.2    1.2 
故平衡常数K=

1.2×1.2

0.8×1.8

=1，
水蒸气的转化率=

1.2mol

3mol/L

=40%；
故答案为：40%；1；
（3）设反应的水蒸气的浓度变化量为xmol/L，则：
               CO（g）+H₂O（g）?CO₂（g）+H₂（g）
起始（mol/L）：2     3           0      0
变化（mol/L）：x     x          x       x
平衡（mol/L）：2-x   6-x        x       x 
故

x2

(2-x)(6-x)

=1，解得y=1.5，
所以水蒸气的转化率为

1.5mol

6mol/L

=25%，
故答案为：25%；
（3）CO（g）+H₂O（g）?CO₂（g）+H₂（g）
起始（mol/L）：a      b          0      0
变化（mol/L）：c      c         c      c
平衡（mol/L）：a-c    b-c        c      c 
故

c2

(a-c)(b-c)

=1，整理得ab=ac+bc；当a=b，a=2c；
故答案为：ab=ac+bc，a=2c．

点评：本题考查了用三段式法对化学反应进行计算，难度中等，注意化学平衡常数K只与温度有关，与其他物理量无关，注意化学平衡常数的应用．