Question

化学平衡题

恒容条件下
可逆反应CO+H2O=H2+CO2 都是气态
开始充入1mol CO 和 1mol H2O 达到平稳时，CO2为0.6 mol
现再次充入0.3moL 气体H2O。则再次平衡时CO2为多少mol?
答案有A 0.7 B 0.8

Answer 1

解析：

方程式：CO（g） + H2O（g） = H2（g） + CO2（g）
反应前：1mol------1mol--------0---------0
平衡时：0.4mol----0.4mol------0.6mol----0.6mol
共转移：0.6mol----0.6mol------0.6mol----0.6mol

平衡常数
K =([H2]^1*[CO2]^1)/([CO]^1*[H2O]^1)
= （0.6*0.6）/（0.4*0.4）
= 2.25

再次充入0.3mol H2O（g），因为同温同压，所以平衡常数不变
再次充入0.3molH2O（g）与一次充入1.3mol，没有本质上的区别
方程式：CO（g） + H2O（g） = H2（g） + CO2（g）
反应前：1mol------1.3mol--------0-------0
平衡时：（1-x）mol-（1.3-x）mol-xmol-----xmol
共转移：xmol----xmol------xmol----xmol

平衡常数
K =([H2]^1*[CO2]^1)/([CO]^1*[H2O]^1)
= （x*x）/[（1-x）（1.3-x）]= 2.25

x^2 = 2.25*(1.3 - 2.3x + x^2)

1.25x^2 - 5.175x + 2.925 = 0

b^2-4ac = （-5.175）^2 - 4*1.25*2.925 = 12.155625

x1 =[-b+√(b^2-4ac)]/2a = [5.175 + (√12.155625)]/2*1.25 = 3.465mol
x2 =[-b-√(b^2-4ac)]/2a = [5.175 - (√12.155625)]/2*1.25 = 0.675mol

x1不合题意，舍去

所以CO2浓度 = 0.675mol

Answer 2

解答过程如下：
第一次平衡时，生成H2的量与CO2相同，为0.6mol,CO和H2O同为0.4mol
设第二次平衡时CO2为Xmol，则H2的量同为Xmol
CO的量为0.4-(X-0.6)=1-X,
H2O的量为0.7-(X-0.6)=1.3-X
列方程得：
X^2/[(1-X)(1.3-X)]=0.6^2/0.4^2
解出X即得
解析：关键是要知道，在温度不变的条件下，反应平衡常数不变。