Question

汽車尾氣中含有CO、NO₂等有毒氣體，對汽車加裝尾氣凈化裝置，可使有毒氣體相互反應轉化為無毒氣體。汽車尾氣中CO與H₂O(g)在一定條件下可以發生反應：
CO(g)＋H₂O(g)CO₂(g)＋H₂(g)ΔH＜0。820 ℃時在甲、乙、丙三個恒容密閉容器中，起始時按照下表進行投料，達到平衡狀態，K＝1.0。

起始物質的量	甲	乙	丙
n(H2O)/mol	0.10	0.20	0.20
n(CO)/mol	0.10	0.10	0.20

 
（1）該反應的平衡常數表達式為                                。
（2）平衡時，甲容器中CO的轉化率是       。比較下列容器中CO的轉化率：乙       甲；丙       甲(填“>”、“＝”或“<”)。
（3）丙容器中，若要通過改變溫度，使CO的平衡轉化率增大，則溫度需要降低才能達到，則降溫后的平衡常數K     (填“增大”、“減小”或“不變”)。

Answer 1

（1）K＝   （2）50%       >    ＝  （3）增大

解析試題分析：（1）化學平衡常數是在一定條件下，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，則根據CO（g）+H₂O（g）CO₂（g）+H₂（g）可知，該反應的平衡常數表達式為：K═。
（2）設甲容器中CO消耗的物質的量為x
CO（g）+H₂O（g）CO₂（g）+H₂（g）
初始量（mol）0.1     0.1      0       0
變化量（mol）x      x        x       x
平衡量（mol）0.1-x   0.1-x     x       x
則K=＝1
解得x=0.5，所以甲容器中CO的轉化率=×100%=50%；
根據投料情況知道，乙相當于在甲的基礎上增加了水蒸氣的投料，所以會使得一氧化碳的轉化率增大，丙裝置投料是甲裝置的2倍，對于化學反應前后系數和不變的反應來說，建立的平衡是等效的，所以兩種情況下，轉化率是相等的。
③丙容器中，通過改變溫度，使CO的平衡轉化率增大，需要使化學平衡向著正向移動，由于該反應為放熱反應，要增大一氧化碳的轉化率，應該降低溫度；由于平衡向著正向移動，反應物濃度減小，生成物濃度增大，則該反應的化學平衡常數增大。
考點：考查化學反應速率和化學平衡移動的影響因素以及有關化學平衡的轉化率、平衡常數的計算等