Question

在830 K時(shí)，下列可逆反應(yīng)達(dá)到的化學(xué)平衡體系中具有某些特殊性：

CO(g)+H₂O(g)CO₂(g)+H₂(g)

①若起始濃度分別為c(CO)=3 mol·L^-1,c(H₂O)=0.75 mol·L^-1時(shí)，達(dá)到平衡后CO的轉(zhuǎn)化率為20%。

②若起始濃度分別為c(CO)=3 mol·L^-1,c(H₂O)=4.5 mol·L^-1時(shí)，達(dá)到新平衡后CO的轉(zhuǎn)化率為60%。

試通過分析和計(jì)算完成下列問題：

在830 K時(shí)，現(xiàn)以起始濃度分別為c(CO)=a mol·L^-1,c(H₂O)=b mol·L^-1投料，發(fā)生以上反應(yīng)，測(cè)得平衡后c(H₂)=c mol·L^-1。

（1）選擇回答：在多次實(shí)驗(yàn)中，若保持b不變而減小a，則達(dá)到平衡后CO的轉(zhuǎn)化率____________，H₂O的轉(zhuǎn)化率_______________。

A.增大             B.減小               C.不變                  D.無法確定

（2）當(dāng)a=4,c=1.5時(shí)，b=__________________。

（3）當(dāng)a=2b時(shí)，a∶c=___________________。

（4）a、b、c在該平衡體系中的關(guān)系式為________________________。

（提示：先分別計(jì)算兩種情況下水的轉(zhuǎn)化率，找出CO、H₂O轉(zhuǎn)化率之間的數(shù)量關(guān)系）

Answer 1

解析：當(dāng)溫度不變時(shí)，對(duì)于可逆反應(yīng)

CO(g)+H₂O(g)CO₂(g)+H₂(g)：

①當(dāng)c_始(CO)=3 mol·L^-1，c_始(H₂O)=0.75 mol·L^-1時(shí)，達(dá)平衡后，CO的轉(zhuǎn)化率為20%，則H₂O的轉(zhuǎn)化率為×100%=80%。

②當(dāng)c_始(CO)不變，c_始(H₂O)=4.5 mol·L^-1時(shí)，達(dá)平衡后，CO的轉(zhuǎn)化率為60%，則H₂O轉(zhuǎn)化率為×100%=40%。

（1）由以上分析可知，當(dāng)c(CO)不變時(shí)，c(H₂O)增大，則CO的轉(zhuǎn)化率增大，H₂O的轉(zhuǎn)化率減小，但二者的轉(zhuǎn)化率之和保持不變，等于1。同理當(dāng)c(H₂O)不變時(shí)，c(CO)增大，則CO的轉(zhuǎn)化率減小，H₂O的轉(zhuǎn)化率增大，二者的轉(zhuǎn)化率之和仍保持不變。

（2）當(dāng)c_始(CO)=4 mol·L^-1時(shí)，CO的轉(zhuǎn)化率為×100%=37.5%，則

（3）CO的轉(zhuǎn)化率為×100%,H₂O的轉(zhuǎn)化率為×100%,因?yàn)?SUB>×100%+×100%=1,所以c=a。a∶c=3∶1。

（4）+=1。

答案：（1）A  B

（2）2.4

（3）3∶1

（4）+=1