Question

在密闭容器中，将1.0 mol CO与1.0 mol H2O混合加热到800℃，发生下列反应： CO(g)＋H2O……转化率？

在密闭容器中，将1.0 mol CO与1.0 mol H2O混合加热到800℃，发生下列反应：
CO(g)＋H2O(g) <===>CO2(g)＋H2(g)一段时间后该反应达到平衡，测得CO的物质的量为0.5 mol。
如果继续向该平衡体系中通入1.0 mol的H2O(g)，相同条件下反应达到新的平衡状态，则CO的转化率是？为什么？

Answer 1

CO(g)＋H2O(g) <===>CO2(g)＋H2(g)
起始 1 1 0 0
反应 x x x x
平衡 1-x 1-x x x

由已知得1-x = 0.5
x = 0.5
K = x^2/(1-x)^2 = 1

向该平衡体系中通入1.0 mol的H2O(g)：
CO(g)＋H2O(g) <===>CO2(g)＋H2(g)
起始 1 2 0 0
反应 y y y y
平衡 1-y 2-y y y

平衡时有K = y^2/[(1-y)(2-y)] = 1
得y = 2/3

所以达到新的平衡状态，则CO的转化率 = y/1 = 66.7%

Answer 2

用第一次反应算平衡常数：
CO(g) ＋ H2O(g) <===>CO2(g)＋H2(g)
(1-0.5)mol 0.5mol 0.5mol 0.5mol 易得：K=1
再用第二次反应算转化率（温度不变，K不变）
CO(g) ＋ H2O(g) <===>CO2(g)＋H2(g)
始 1 2 0 0
变 x x x x
终 1-x 2-x x x
x*x/(1-x)(2-x)=1，解得x=2/3，所以CO的转化率是66.7%

Answer 3

1.0 mol CO与1.0 mol H2O混合加热到800℃，发生下列反应：CO(g)＋H2O(g) <===>CO2(g)＋H2(g)一段时间后该反应达到平衡，测得CO的物质的量为0.5 mol。
假设此时容器体积为1L，则各物质的物质的物质的量均为0.5mol，各物质的物质的量浓度均为0.5mol/L，所以平衡常数K=【c(CO2)×c(H2)】/【c(CO)×c(H2O)】=1
如果继续向该平衡体系中通入1.0 mol的H2O(g)，相同条件下反应达到新的平衡状态，
条件相同，所以此时K还是等于1
所以可以从头开始算，即一开始通入1.0 mol CO与2.0 mol H2O混合加热到800℃
设反应的CO物质的量为x摩尔，则剩余的CO为1-x摩尔，剩余的H2O为2-x摩尔，生成的CO2为x摩尔，H2也为x摩尔
然后K=【c(CO2)×c(H2)】/【c(CO)×c(H2O)】=【x^2】/【(1-x)(2-x)】=1
解得x=2/3
所以CO的转化率为2/3÷1=2/3≈66.7%