Question

在一定溫度下的密閉容器中存在如下反應(yīng)：CO（g）+H₂O（g）

催化劑

高溫

CO₂（g）+H₂（g），已知c（CO）_始=0.2mol?L^-1，c（H₂O）_始=0.3mol?L^-1，經(jīng)測(cè)定該溫度下反應(yīng)的平衡常數(shù)為1．試判斷：（要有必要的計(jì)算步驟，沒(méi)有過(guò)程不給分）
（1）．反應(yīng)一段時(shí)間后，當(dāng)c（CO）=0.1mol?L^-1時(shí)，該反應(yīng)是否達(dá)到平衡狀態(tài)？若未達(dá)到，反應(yīng)向何方向進(jìn)行？
（2）．達(dá)到平衡時(shí)，CO的轉(zhuǎn)化率為多少？

Answer 1

考點(diǎn)：化學(xué)平衡的計(jì)算,化學(xué)平衡的影響因素

專題：化學(xué)平衡專題

分析：（1）根據(jù)化學(xué)反應(yīng)進(jìn)行到某個(gè)狀態(tài)時(shí)的濃度熵和化學(xué)平衡常數(shù)之間的大小關(guān)系來(lái)回答；
（2）根據(jù)三行式計(jì)算化學(xué)反應(yīng)中物質(zhì)的轉(zhuǎn)化率．

解答： 解：（1）反應(yīng)一段時(shí)間后，當(dāng)c（CO）=0.1mol?L^-1時(shí)，CO轉(zhuǎn)化率為25%，
 依據(jù)化學(xué)平衡三段式列式計(jì)算 CO（g）+H₂O（g）?CO₂（g）+H₂（g）
              初始濃度：0.2     0.3      0        0
              變化濃度：0.1     0.1      0.1     0.1
              末態(tài)濃度：0.1     0.2     0.1       0.1
此時(shí)濃度熵Qc=

0.1×0.1

0.1×0.2

=0.5＜1，所以不是平衡狀態(tài)，化學(xué)反應(yīng)會(huì)向正向進(jìn)行．
答：不是平衡狀態(tài)，會(huì)向正方向進(jìn)行；
（2）設(shè)達(dá)到平衡時(shí)，CO的轉(zhuǎn)化率為x
                       CO（g）+H₂O（g）?CO₂（g）+H₂（g）
              初始濃度：0.2    0.3       0        0
              變化濃度：0.2x   0.2x     0.2x     0.2x 
              末態(tài)濃度：0.2-0.2x 3-0.2x   0.2x      0.2x
則

(0.2x)2

(0.2-0.2x)(0.3-0.2x)

=1，解得x=0.6，CO的轉(zhuǎn)化率為

0.2×0.6

0.2

×100%=60%，
答：CO的轉(zhuǎn)化率是60%．

點(diǎn)評(píng)：本題涉及化學(xué)平衡常數(shù)以及轉(zhuǎn)化率的計(jì)算知識(shí)，注意三行式的計(jì)算方法的應(yīng)用是關(guān)鍵，難度不大．