Question

【题目】

Ⅰ.对于可逆反应CO+H2O(g)CO2+H2，回答下列问题：

(1)830 K时，若起始时c(CO)=2 mol·L-1，c(H2O)=3 mol·L-1，平衡时CO的转化率为60%，水蒸气的转化率为 _____________;平衡常数K的值为 _____________。

(2)830 K时，若只将起始时c(H2O)改为6 mol·L-1，则水蒸气的转化率为_____________ 。

(3)若830 K时，某时刻混合体系中各气体的浓度为c(CO2)=0.4 mol·L-1c(CO)=0.6 mol·L-1c(H2O)=3 mol·L-1，c(H2)=2 mol·L-1请判定该体系中反应进行的方向：______________ (填“正向进行”“逆向进行”或“达到平衡”)。

Ⅱ恒温恒压下，在一个容积可变的容器中发生如下反应：A(g)+B(g) C(g)

(1)若开始时放入1mol A和1mol B，达到平衡后，生成a mol C，这时A的物质的量为 _______ mol。

(2)若开始时放入3mol A和3mol B，达到平衡后，生成C的物质的量为 _______mol。

(3)若开始时放入x mol A2mol B和1mol C，达到平衡后，A和C的物质的量分别为y mol和3a mol，则x= ______，y= _________。

(4)若在(3)的平衡混合物中再加入3mol C，待再次达到平衡后，C的物质的量分数是 _______。

Answer 1

【答案】40% 1 25% 正向进行 1-a 3a 2 3-3a

【解析】

Ⅰ.（1）根据CO的起始浓度和转化率可以计算CO的转化浓度，列三段式求出平衡时各物质的物质的量浓度，从而计算水蒸气的转化率和平衡常数K；

（2）设CO的转化浓度为x，列出三段式，根据一定温度下反应的平衡常数不变解出x，据此分析；

（3）计算此时反应的浓度商，并与平衡常数进行比较判断反应进行的方向。

Ⅱ.（1）依据化学平衡的三段式列式计算；
（2）根据恒温、恒压下放入3molA和3molB，与（1）建立等效平衡进行分析；
（3）恒温、恒压下根据生成的C为3a mol可知，达到的平衡与起始量加入3molA、3molB所达到的平衡是相同的平衡，依据（2）的分析计算得到（3）的X、Y的取值；
（4）再加3molC折算成A和B，相当于6molA和6molB，由于是恒压过程，此时与（1）中的平衡为等效平衡，且是成比例等效，据此可以解题。

Ⅰ.（1）若起始时，c(CO)=2 mol·L-1，c(H2O)=3 mol·L-1，平衡时CO的转化率为60%，列出三段式为： CO+H2O(g)CO2+H2

起始量(mol/L) 2 3 0 0

变化量(mol/L) 1.2 1.2 1.2 1.2

平衡量(mol/L) 0.8 1.8 1.2 1.2

则水蒸气的转化率为；平衡常数K的值为；

答案为：40%；1；

（2）温度不变，平衡常数不变，设CO的转化浓度为x，据此列出三段式进行计算：

CO+H2O(g)CO2+H2

起始量(mol/L) 2 6 0 0

变化量(mol/L) x x x x

平衡量(mol/L) 2-x 6-x x x

则平衡常数，解得x=1.5mol/L，

则水蒸气的转化率为；

故答案为：25%；

（3）此时该反应的浓度商为，则反应正向进行；

故答案为：正向进行；

Ⅱ.（1）根据化学平衡三段式列式计算

A(g)+B(g)C(g)

起始量(mol) 1 1 0

变化量(mol) a a a

平衡量(mol) 1a 1a a

则A的物质的量为(1a)mol；

故答案为：1-a；

（2）在恒温恒压条件下，若开始时放入3mol A和3mol B，同等程度改变反应物的用量，A、B物质的量之比也为1:1，将建立与(1)等效的平衡状态，所以到达平衡后，依据(1)中的计算可知，生成C的物质的量为3a mol；

故答案为：3a；

（3）恒温、恒压下到达平衡后，C的物质的量为3a mol，说明与（2）所达到的平衡是完全相同的平衡状态，则满足极值转化后A、B起始量分为3mol、3mol，则有

A(g)+B(g) C(g)

起始量(mol) x 2 1

极值转化(mol) x+1 2+1=3

则x+1=3，x=2；

因为极值转化后A、B起始量分为3mol、3mol，与（1）中A、B的物质的量之比均为1:1，则为等效平衡，平衡时转化率相同，各物质的量均是A中的3倍，则平衡时A的物质的量为y=3(1-a)mol=3-3a mol；

故答案为：2；3-3a；

（4）再加3molC折算成A和B，相当于起始加入6mol A和6mol B，由于是恒压过程，此时与(1)中的平衡为等效平衡，且是成比例等效，

A(g)+B(g)C(g)

起始量1(mol) 1 1 0

平衡量1(mol) 1a 1a a

起始量2(mol) 6 6 0

平衡量2(mol) 66a 66a 6a

C的物质的量分数为；

故答案为：。