Question

在溫度為830 K時，下列可逆反應及平衡具有某些特殊性：CO(g)+H₂O(g) H₂(g)+CO₂(g)  若起始濃度c(CO₂)=2 mol·L^-1、c(H₂O)=3 mol·L^-1，反應達到平衡時，CO的轉化率為60%。如果將H₂O的起始濃度加大到6 mol·L^-1，則CO的轉化率為75%。

填寫以下空白：

設830 K時，起始濃度c(CO)=a mol·L^-1、c(H₂O)=b mol·L^-1，

反應達到平衡時c(H₂)為c mol·L^-1。

（1）當b不變、a減小，重新達到平衡時，CO的轉化率________，H₂O的轉化率________（填“升高”“降低”“不變”）；

（2）當a=4，c=1.5時，b=________;

(3)當a=b時，=________;

(4)用以表示a、b、c之間關系的代數式是______________。

Answer 1

解析：由題意：

                   CO(g)+ H₂O(g) H₂(g)+ CO₂(g)

起始：           2            3

轉化：           1.2          1.2                 1.2          1.2

起始：           2           6

轉化：           1.5        1.5                 1.5          1.5

分析830 K時反應：

因為α(CO)=60%，

所以α(H₂O)=×100%=40%。

因為α(CO)=75%，

所以α(H₂O)=25%。

由此推導該反應的規律，增加H₂O的濃度，提高CO的轉化率，并且α(CO)+α(H₂O)=100%=1。

當a=4,c=1.5時，則

                 CO（g）+H₂O(g)CO₂(g)+ H₂(g)

起始：           a=4         b

轉化：           1.5          1.5                      c=1.5

所以α(CO)=×100%=37.5%，

則α(H₂O)=1-37.5%=62.5%=

所以b=2.4。

當a=b時，則：

             CO(g)+ H₂O(g)CO₂(g)+ H₂(g)

起始：   a            b

轉化：    x             x                    x             x

平衡：    a-x          b-x                 c             c

所以有：α(CO₂)=   α(CO)=    α(H₂O)=

α(H₂)=，

因為α(CO)+α(H₂O)=1，

則+=1，c=。

答案：（1）升高  降低

（2）2.4

(3)

(4)+=1