Question

一定溫度下的密閉容器中存在如下反應：CO（g）+H₂O（g）?CO₂（g）+H₂（g），已知CO（g）和H₂O（g）的起始濃度均為2mol?L^-1，經測定該反應在該溫度下的平衡常數K=1，試判斷：
（1）當CO轉化率為25%時，該反應是否達到平衡，若未達到平衡，向哪個方向進行？
（2）達到平衡時，CO的轉化率為多少？
（3）當CO的起始濃度仍為2mol?L^-1，H₂O（g）的起始濃度為6mol?L^-1，求平衡時CO的轉化率？

Answer 1

分析：（1）根據化學反應進行到某個狀態時的濃度熵和化學平衡常數之間的大小關系來回答；
（2）根據三行式計算化學反應中物質的轉化率；
（3）根據三行式計算化學反應中物質的轉化率．

解答：解：（1）當CO轉化率為25%時，CO（g）+H₂O（g）?CO₂（g）+H₂（g）
              初始濃度：2       2         0        0
              變化濃度：0.5      0.5      0.5      0.5
              末態濃度：1.5       1.5     0.5       0.5
此時濃度熵Qc=

0.5×0.5

1.5×1.5

=

1

9

＜1，所以不是平衡狀態，化學反應會向正向進行．
答：不是平衡狀態，會向正方向進行；
（2）設達到平衡時，CO的轉化率為x
                          CO（g）+H₂O（g）?CO₂（g）+H₂（g）
              初始濃度：2       2         0        0
              變化濃度：x       x          x       x 
              末態濃度：2-x      2-x         x      x
則

x2

(2-x)2

=1，解得x=1，CO的轉化率為

1

2

×100%=50%．
答：CO的轉化率是50%；
（3）當CO的起始濃度仍為2mol?L^-1，H₂O（g）的起始濃度為6mol?L^-1，設平衡時CO的轉化率是x
                          CO（g）+H₂O（g）?CO₂（g）+H₂（g）
              初始濃度：2      6         0        0
              變化濃度：x       x          x       x 
              末態濃度：2-x      6-x         x      x
則

x2

(2-x)(6-x)

=1，解得x=1.5，所以CO的轉化率為

1.5

2

×100%=75%．
答：平衡時CO的轉化率為75%．

點評：本題涉及化學平衡常數以及轉化率的計算知識，注意三行式的計算方法的應用是關鍵，難度不大．