Question

(1)一定條件下，在體積為3 L的密閉容器中，一氧化碳與氫氣反應生成甲醇(催化劑為Cu₂O/ZnO)：CO(g)＋2H₂(g) CH₃OH(g)。
根據題意和所給圖像完成下列各題：

①反應達到平衡時，平衡常數表達式K＝________。
②升高溫度，K值________(填“增大”、“減小”或“不變”)。
(2)一定溫度下，將3 mol A氣體和1 mol B氣體通入一密閉容器中，發生如下反應：3A(g)＋B(g)??xC(g)。若容器體積固定為2 L，反應2 min時測得剩余0.6 mol B，C的濃度為0.4 mol·L^－1。
請填寫下列空白：
①x＝________。
②平衡混合物中，C的體積分數為50%，則B的轉化率是______________。

Answer 1

(1)①　②減小
(2)①2　②66.7%

(1)①化學平衡常數是在一定條件下的可逆反應中，當可逆反應達到平衡狀態時，生成物濃度的冪之積和反應物濃度的冪之積的比值，所以根據反應的方程式可知，該反應的平衡常數表達式是K＝。
②根據圖像可知，溫度越高，甲醇的含量越低。說明升高溫度，平衡向逆反應方向移動，即正反應是放熱反應，所以升高溫度，K值減小。
(2)               ①3A(g)＋B(g)??xC(g)
起始濃度(mol·L^－1)    1.5     0.5    0
轉化濃度(mol·L^－1)    0.6     0.2    0.2x
2 min時濃度(mol·L^－1)  0.9     0.3     0.2x
所以根據題意可知0.2x＝0.4
所以x＝2
②3A(g)＋B(g)??2C(g)
起始濃度(mol·L^－1)  1.5    0.5    0
轉化濃度(mol·L^－1)  3y     y      2y
平衡濃度(mol·L^－1)  1.5－3y  0.5－y  2y
所以根據題意可知＝0.5
解得y＝1/3
所以B的轉化率是1/3÷0.5×100%＝66.67%