Question

一定溫度下的密閉容器中存在如下反應：
CO(g)+H₂O(g)CO₂(g)+ H₂(g)，已知CO(g)和H₂O(g)的起始濃度均為2 mol·L^-1，經測定該反應在該溫度下的平衡常數K =1，試判斷：
(1)當CO轉化率為25%時，該反應是否達到平衡_______，若未達到平衡，向哪個方向進行______。
(2)達到平衡時，CO的轉化率____________________。
(3)當CO的起始濃度仍為2 mol·L^-1，H₂O(g)的起始濃度為6 mol·L^-1，求平衡時CO的轉化率_______。

Answer 1

(1)反應未達平衡  Q=1∕9<K=1,平衡向正反應方向進行。(2)50℅ (3) 75℅。

試題分析：(1)當CO轉化率為25%時則{C(CO₂)C(H₂)}∕{C(CO)C(H₂O)}=（0．5×0．5）∕（1．5×1．5）=1∕9<1．所以反應未達到平衡。反應向正反應方向進行。當反應達到平衡時，假設消耗的CO濃度為x，根據反應方程式中各物質的關系可得X²∕(2-X)²=1．解得X="1," CO轉化率為（1∕2）×100℅=50℅。(3)假設在這種條件下，達到平衡時CO消耗了a mol·L^-1，則平衡時各物質的濃度為C（CO）=（2- a）mol·L^-1 C（H₂O）=（6-a）mol·L^-1C（CO₂）=amol·L^-1C（H₂）=amol·L^-1． a²∕{（2- a）×（6-a）}=1解得a=1．5．所以CO的轉化率為: (1．5∕2) ×100℅=75℅。