Question

【題目】已知可逆反應CO + H2O(g) CO2 + H2，達到平衡時，K =，K是常數，只與溫度有關，與濃度無關。

（1）830K時，若起始時：c (CO) = 2 mol/L，c (H2O) = 3 mol/L，平衡時CO的轉化率為60%，水蒸氣的轉化率為______________；K值為______________。

（2）830K，若只將起始時c (H2O)改為6 mol/L，則水蒸氣的轉化率為____________。

（3）若830K時，起始濃度c (CO) = a mol/L，c (H2O) = b mol/L，H2的平衡濃度c (H2) = c mol/L。

①a、b、c之間的關系式是____________________________________；

②當a = b時，a = __________c。

Answer 1

【答案】 40% 1 25% 1 2

【解析】（1）設水蒸氣反應的濃度為xmol·L－1

CO + H2O（g）CO2+H2，

1 1

1.2mol·L－1 xmol·L－1

x=1.2

所以水蒸氣的轉化率=1.2mol·L－1/3mol·L－1=40%；

CO + H2O（g） CO2 + H2，

起始/mol·L－1 2 3 0 0

反應/mol·L－1 1.2 1.2 1.2 1.2

平衡/mol·L－1 0.8 1.8 1.2 1.2

平衡常數K=1.2mol·L－1×1.2mol·L－1/(0.8mol·L－1×1.8mol·L－1)==1

答：水蒸氣的轉化率為40%，K值為1；

（2）設反應的水蒸氣的濃度為y．

CO+H2O（g）CO2+H2，

起始/mol·L－1 2 6 0 0

反應 /mol·L－1 y y y y

平衡/mol·L－1 （2-y）（6-y） y y

K=y×y/((2-y)×(6-y))， 解得y=1.5mol·L－1，所以水蒸氣的轉化率為1.5mol·L－1/6mol·L－1=25%．

答：水蒸氣的轉化率為25%．

（3） CO+H2O（g）CO2+H2，

起始/mol·L－1 a b 0 0

反應 /mol·L－1 c c c c

平衡/mol·L－1 （a-c）（b-c） c c

K=c×c/((a-c)×(b-c))=1

c2=(a-c)(b-c)

當a=b時，代入上式，得a=2c。