高中化学题求解

某温度下H2+CO2=H2O+CO的平衡常数K=9/4,该温度下在甲乙丙三个恒容密闭容器中,投入H2和CO2其起始浓度如下:起始浓度甲乙丙C(H2)0.0100.0200... 某温度下H2+CO2=H2O+CO的平衡常数K=9/4,该温度下在甲乙丙三个恒容密闭容器中,投入H2和CO2其起始浓度如下 : 起始浓度 甲 乙 丙
C(H2) 0.010 0.020 0.020
C(CO2)0.010 0.010 0.020
A.平衡时,乙中CO2的转化率大于60%
B.平衡时,甲中和丙中H2的转化率均是60%
C.平衡时,丙中c(CO2)是甲中的2倍,是0.012mol/L
D.反应开始时,丙中的反应速率最快,甲中的反应速率最慢
求详解
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wuyong666666
2013-11-19
知道答主
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由于H2+CO2=H2O+CO中,H2和CO2的系数都是1,所以,H2和CO2都相同。
一般情况下,平衡常数只与温度有关,与浓度无关(浓度与反应速度有关)。
因此,乙容器的平衡常数仍然为K=9/4。

以甲容器为例来分析,K=C(H2O)*C(CO)/ C(H2)*C(CO2)=9/4.
假设CO2的转化率为x,那么H2的转化率也为x。
H2和CO2 的浓度都是减少了x*0.01,剩余0.01(1-x),
H2O和CO的浓度是x*0.01。
(x*0.01)*(x*0.01) / 0.01(1-x)* 0.01(1-x) = 9/4
x*x / (1-x)*(1-x) = 9/4
x/(1-x)= 3/2
2x=3-3x
5x=3,x=0.6
因此,甲中和丙中H2的转化率均是60%,选B

而对于乙,H2和CO2 的浓度都是减少了x*0.01,H2剩余0.01(1-x),而CO2 剩余0.02-0.01x
(x*0.01)*(x*0.01) / 0.01(1-x)* 0.01(2-x)= 9/4
显然,x肯定小于60%。
实际上,用勒夏特列定理也可以推出,反应物增加,平衡向左移动,转化率应该下降。所以,A是错的。
由于丙的转化率也是60%,而丙的CO2应该剩余0.02*(1-0.6)=0.08,所以C是错的;

反应开始时,丙中的反应物浓度最高,所以反应速率最快;甲中的反应物浓度最低,所以反应速率最慢。所以,D是对的。

最后,选择BD!
gameliuzhou
2013-11-19 · TA获得超过8533个赞
知道大有可为答主
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       H2 + CO2 = H2O + CO

 起始浓度    甲       乙       丙
 C(H2) 0.010  0.020  0.020

C(CO2)0.010  0.010  0.020

 

甲和丙等效平衡,H2和CO2转化率一样,计算一个就可以了,我们算甲的

           H2  +  CO2  =  H2O  +  CO
起始   0.01      0.01         0          0
转化     X           X            X          X
平衡 0.01-X   0.01-X       X          X
K = X^2/[(0.01-X)(0.01-X)] = 9/4

解得:X=0.006

H2转化率=CO2转化率=0.006/0.01=60%

 

A,乙实际上就是在甲的基础上增加H2浓度,平衡要正移,CO2转化率要增加,大于60%,正确

B,根据上面计算,正确

C,丙中CO2转化率=60%,CO2浓度=0.02×(1-60%)=0.008mol/L,错误

D,丙中反应物的浓度最大,反应速率最快,甲中反应物浓度最小,反应速率最慢,正确





 


 

追问
那能不能计算出A选项转化率大小?A选项中CO2转化率根据公式来算,分子不变,分母变大不是转化率变小吗?CO2浓度=0.02×(1-60%)=0.008mol/L怎么算的?
追答

那能不能计算出A选项转化率大小?

            H2  +  CO2  =  H2O  +  CO
起始   0.02      0.01         0          0
转化     X           X            X         X
平衡 0.02-X   0.01-X      X         X
K = X^2/[(0.02-X)(0.01-X)] = 9/4

解得:X=0.008

CO2转化率=0.008/0.01=80%

 

A选项中CO2转化率根据公式来算,分子不变,分母变大不是转化率变小吗?

你仔细看看,是这样的吗?

K1 = X^2/[(0.01-X1)(0.01-X1)] = 9/4

K2 = X^2/[(0.02-X2)(0.01-X2)] = 9/4

这里很明显可以看出X2>X1

 

CO2浓度=0.02×(1-60%)=0.008mol/L怎么算的?

因为体积始终不变

CO2浓度=起始浓度-反应浓度=0.02-0.02×60%=0.008mol/L

 

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