在一个容积为0.5L的密闭容器中.将 2mol CO和6mol H2O混合加热到800℃.发生反应:CO(g)+H2O(g) CO2(g)+H2(g).经过5min后达到平衡状态．若此时测得H2的浓度为3mol?L-1.求:(1)以CO的浓度变化表示的该反应的速率．(2)达平衡时H2O的转化率．(3)已知:在一定温度下.该反应达平衡时.各物质的平衡浓度� 题目和参考答案——青夏教育精英家教网—

在一个容积为0.5L的密闭容器中，将 2mol CO和6mol H₂O混合加热到800℃，发生反应：CO（g）+H₂O（g）

CO₂（g）+H₂（g），经过5min后达到平衡状态．若此时测得H₂的浓度为3mol?L^-1，求：
（1）以CO的浓度变化表示的该反应的速率．
（2）达平衡时H₂O的转化率．
（3）已知：在一定温度下，该反应达平衡时，各物质的平衡浓度之间存在以下关系：
K=

c(CO2)? c(H2)

c(CO)?c(H2O)

且当温度不变时K为常数，K不随反应物、生成物浓度的改变而改变．求：
①在800℃下，该反应的K=

；②在800℃下，当投入1mol CO和4mol H₂O混合加热到平衡时，H₂浓度是多少．

分析：（1）根据v=

△c

△t

结合反应速率之比等于化学计量数之比计算；
（2）根据方程式计算转化率；
（3）计算出平衡时各物质的浓度，利用平衡常数计算公式计算K和浓度．

解答：解：（1）由方程式可知，v（CO）=v（H₂）=

3mol/L

5min

=0.6 mol?L^-1?min^-1，
答：以CO的浓度变化表示的该反应的速率为0.6 mol?L^-1?min^-1；
（2）反应的方程式为CO（g）+H₂O（g）

CO₂（g）+H₂（g），经过5min后达到平衡状态，则消耗的CO的物质的量为n=vTV=0.6 mol?L^-1?min^-1×0.5L×5min=1.5mol，则n（H₂O）=n（CO）=1.5mol，
所以达平衡时H₂O的转化率为：

1.5mol

6mol

×100%=25%，
答：达平衡时H₂O的转化率为25%；
（3）①平衡时各物质的浓度为c（H₂）=c（CO₂）=3mol?L^-1，
c（CO）=4mol?L^-1-3mol?L^-1=1mol?L^-1，c（H₂O）=12mol?L^-1-3mol?L^-1=9mol?L^-1，
则有：在800℃下，该反应的K=

c(CO2)? c(H2)

c(CO)?c(H2O)

3×3

1×9

=1，故答案为：K=1；
②设在800℃下，当投入1mol CO和4mol H₂O，则初始浓度分别为：c（CO）=2mol?L^-1，c（H₂O）=8mol?L^-1，
混合加热到平衡时，H₂的物质的量浓度为xmol/L，
CO（g）+H₂O（g）

CO₂（g）+H₂（g）
起始：2         8                0        0
转化：x         x                x        x
平衡：2-x        8-x              x        x
则有：

x?x

(2-x)?(8-x)

=1，x=1.6，
答：在800℃下，当投入1mol CO和4mol H₂O混合加热到平衡时，H₂浓度是c（H₂）=1.6 mol?L^-1．

点评：本题考查化学平衡的有关计算，题目难度中等，本题注意从反应速率、平衡常数的计算的思路和有关公式的运用．

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