Question

目前工业上通常用生产水煤气的方法获得，反应的化学方程为：CO（g）+H2O（g）?CO2（g）+H2（g）△H＜0．

目前工业上通常用生产水煤气的方法获得，反应的化学方程为：CO（g）+H2O（g）?CO2（g）+H2（g）△H＜0．若在某一容积为4L的密闭容器内，加入2.0mol的CO和3.0mol的H2O（g），在催化剂存在的条件下于850℃高温加热，发生上述反应，反应中CO2的浓度随时间变化情况如图所示：（1）①根据上图数据，请计算出在850℃时该反应的化学平衡常数K（850℃）=______．②平衡时CO的转化率是______．（3）若该反应的在750℃时达到化学平衡状态，则此时的平衡常数K（750℃）______K（850℃）（填“大于”、“小于”或“等于”）．（3）850℃时，若向一容积可变的密闭容器中同时充入1.0mol CO、3.0mol H2O（g）、10mol的CO2和x mol H2，则：①当x=5.0时，上述反应向______（填“正方应”或“逆反应”）方向进行．②若要使上述反应开始向正反应方向进行，则x应满足的条件是______．③在850℃时，若设x=5.0和x=6.0，其他物质的投料不变，当上述反应达到平衡后，测得H2的体积分数分别为a%和b%，则a______b（填“大于”、“小于”或“等于”）．

Answer 1

（1）①利用三段式法计算，
                     CO（g）+H₂O（g）?CO₂（g）+H₂（g）
起始浓度/（mol?L^-1 ）：

2

4

     

3

4

        0        0
转化浓度/（mol?L^-1 ）：0.3     0.3      0.3      0.3
平衡浓度/（mol?L^-1 ）：0.2    0.45      0.3       0.3
因平衡常数等于生成物的浓度幂之积除以反应物的浓度幂之积，所以K（850℃）=

c(CO2)?c(H2)

c(CO)?c(H2O)

=

0.3×0.3

0.2×0.45

=1，
故答案为：1；
②平衡时CO的转化率=

0.3

0.5

×100%=60%，故答案为：60%；
（2）CO（g）+H₂O（g）═CO₂（g）+H₂（g）△H＜0，正反应放热，故升温平衡左移，平衡常数减小，K（750℃）大于K（850℃），故答案为：大于；
（3）①此时的浓度商Q_c=

1×5

1×3

=1.67，大于平衡常数1，故平衡向逆反应方向移动，故答案为：逆反应；
②平衡向正反应方向移动，浓度商小于平衡常数，即

1×x

1×3

＜1，解得x＜3，故答案为：x＜3；
③加入6mol氢气所到达的平衡，可以等效为在加入5mol氢气到达平衡后再加入1mol氢气，增大一种生产物（氢气）的体积分数，平衡向逆反应方向移动，平衡移动的结果是降低这种增大的幅度，但平衡后氢气的体积分数还是大于原来的，故得H₂的体积分数分别为a%＜b%，
故答案为：小于．