Question

在一個(gè)容積為500mL的密閉容器中，充入2molCO₂和3molH₂，在一定溫度和壓強(qiáng)下發(fā)生如下反應(yīng)：
CO₂（g）+H₂（g）?CO（g）+H₂O（g）
經(jīng)5min后達(dá)到平衡狀態(tài)，此時(shí)測(cè)得CO氣體的濃度為2.4mol?L^-1．回答下列問(wèn)題：
（1）以H₂的濃度變化表示的該反應(yīng)的速率為

 

；
（2）該溫度下，反應(yīng)的化學(xué)平衡常數(shù)K=

 

；
（3）達(dá)平衡時(shí)CO₂的轉(zhuǎn)化率為

 

；
（4）在相同條件下，若在同一容器中改為加入1molCO₂、1molCO和1mol水蒸氣，欲使平衡后CO氣體的濃度仍為2.4mol?L^-1，則還需向容器中加入

 

 molH₂．

Answer 1

考點(diǎn)：化學(xué)平衡的計(jì)算,反應(yīng)速率的定量表示方法,化學(xué)平衡常數(shù)的含義

專(zhuān)題：化學(xué)平衡專(zhuān)題

分析：（1）可以計(jì)算出用CO濃度變化表示的反應(yīng)速率，再根據(jù)速率之比等于計(jì)量數(shù)之比，得出答案；
（2）平衡常數(shù)為產(chǎn)物濃度系數(shù)次冪的乘積與反應(yīng)物濃度系數(shù)次冪的乘積的比值；
（3）平衡轉(zhuǎn)化率=

已轉(zhuǎn)化的反應(yīng)物濃度

反應(yīng)物原始濃度

×100%；
（4）使平衡后CO氣體的濃度仍為2.4mol?L^-1，與原平衡完全一致，所以按化學(xué)計(jì)量數(shù)之比轉(zhuǎn)化到左邊時(shí)必須與兩種反應(yīng)物的物質(zhì)的量完全相同．

解答： 解：c(CO2)=

2mol

0.5L

=4mol?L-1，c(H2)=

3mol

0.5L

=6mol?L-1
            CO₂（g）+H₂（g）?CO（g）+H₂O（g）
起始濃度：4mol?L^-1       6mol?L^-1 0            0
轉(zhuǎn)化濃度：2.4mol?L^-1    2.4mol?L^-1      2.4mol?L^-1     2.4mol?L^-1 
平衡濃度：1.6mol?L^-1    3.6mol?L^-1      2.4mol?L^-1     2.4mol?L^-1 
（1）v（ H₂）=v（CO）=

2.4mol?L-1

5min

=0.48mol?L^-1?min^-1，故答案為：0.48mol?L^-1?min^-1；
（2）寫(xiě)出化學(xué)平衡常數(shù)計(jì)算式k=

c(CO)?c(H2O)

c(CO2)?c(H2)

=

2.4×2.4

1.6×3.6

=1，故答案為：1；
（3）寫(xiě)出CO₂轉(zhuǎn)化率計(jì)算式

c轉(zhuǎn)化(CO2)

c起始(CO2)

×100%=

2.4

6

×100%=60%，故答案為：60%；
（4）按化學(xué)計(jì)量數(shù)之比轉(zhuǎn)化到左邊時(shí)，得到2mol CO₂和1molH₂，若與原平衡完全一致，還需要2molH₂，故答案為：2．

點(diǎn)評(píng)：本題考查化學(xué)平衡移動(dòng)、計(jì)算及等效平衡，難度較高；解決此類(lèi)問(wèn)題時(shí)可以利用化學(xué)平衡的三段式進(jìn)行計(jì)算；注意理解等效平衡，如果使各物質(zhì)的濃度與原平衡一致，必須與原平衡的反應(yīng)物物質(zhì)的量完全一致