Question

在830 K時，下列可逆反應達到的化學平衡體系中具有某些特殊性：

CO(g)+H₂O(g)CO₂(g)+H₂(g)

①若起始濃度分別為c(CO)=3 mol·L^-1,c(H₂O)=0.75 mol·L^-1時，達到平衡后CO的轉化率為20%。

②若起始濃度分別為c(CO)=3 mol·L^-1,c(H₂O)=4.5 mol·L^-1時，達到新平衡后CO的轉化率為60%。

試通過分析和計算完成下列問題：

在830 K時，現以起始濃度分別為c(CO)=a mol·L^-1,c(H₂O)=b mol·L^-1投料，發生以上反應，測得平衡后c(H₂)=c mol·L^-1。

（1）選擇回答：在多次實驗中，若保持b不變而減小a，則達到平衡后CO的轉化率____________，H₂O的轉化率_______________。

A.增大             B.減小               C.不變                  D.無法確定

（2）當a=4,c=1.5時，b=__________________。

（3）當a=2b時，a∶c=___________________。

（4）a、b、c在該平衡體系中的關系式為________________________。

（提示：先分別計算兩種情況下水的轉化率，找出CO、H₂O轉化率之間的數量關系）

Answer 1

解析：當溫度不變時，對于可逆反應

CO(g)+H₂O(g)CO₂(g)+H₂(g)：

①當c_始(CO)=3 mol·L^-1，c_始(H₂O)=0.75 mol·L^-1時，達平衡后，CO的轉化率為20%，則H₂O的轉化率為×100%=80%。

②當c_始(CO)不變，c_始(H₂O)=4.5 mol·L^-1時，達平衡后，CO的轉化率為60%，則H₂O轉化率為×100%=40%。

（1）由以上分析可知，當c(CO)不變時，c(H₂O)增大，則CO的轉化率增大，H₂O的轉化率減小，但二者的轉化率之和保持不變，等于1。同理當c(H₂O)不變時，c(CO)增大，則CO的轉化率減小，H₂O的轉化率增大，二者的轉化率之和仍保持不變。

（2）當c_始(CO)=4 mol·L^-1時，CO的轉化率為×100%=37.5%，則

（3）CO的轉化率為×100%,H₂O的轉化率為×100%,因為×100%+×100%=1,所以c=a。a∶c=3∶1。

（4）+=1。

答案：（1）A  B

（2）2.4

（3）3∶1

（4）+=1