Question

已知：CO（g）+H₂O（g）?CO₂（g）+H₂（g）△H=-42kJ?mol^-1
（1）在一定溫度下，向一定體積的密閉容器中通入1molCO、2molH₂O（g），反應(yīng)達平衡時，測得放出的熱量為28kJ，求CO的轉(zhuǎn)化率為

66.7%

；
（2）該溫度下，向該密閉容器中通入

1

3

molCO₂、

1

3

molH₂，欲使反應(yīng)達平衡時CO的轉(zhuǎn)化率與（1）相同，則還需滿足的條件是

向容器中通入CO、H₂O，且滿足n（H₂O）=2n（CO）+

1

3

mol

；
（3）該溫度下，向該密閉容器中通入2molCO、3molH₂O（g），反應(yīng)達平衡時時，求H₂O（g）的轉(zhuǎn)化率

40%

；
（4）該溫度下，向該密閉容器中通入1.5molCO、3molH₂O（g），反應(yīng)達平衡時，放出的熱量為

42

kJ．

Answer 1

分析：（1）根據(jù)反應(yīng)放出的熱量計算參加反應(yīng)的CO的物質(zhì)的量，再根據(jù)轉(zhuǎn)化率定義計算；
（2）使反應(yīng)達平衡時CO的轉(zhuǎn)化率與（1）相同，為等效平衡，由于該反應(yīng)前后氣體體積不變，故按化學(xué)計量數(shù)轉(zhuǎn)化到左邊，滿足容器內(nèi)n（CO）：（H₂O）=1：2，據(jù)此解答；
（3）根據(jù)（1）計算平衡常數(shù)，令參加反應(yīng)的水的物質(zhì)的量為xmol，利用三段式用x表示平衡時各組分的物質(zhì)的量，代入平衡常數(shù)表達式列方程計算x的值，再根據(jù)轉(zhuǎn)化率定義計算；
（4）與（1）為等效平衡，CO的轉(zhuǎn)化率相等，據(jù)此計算參加反應(yīng)的CO的物質(zhì)的量，再根據(jù)熱化學(xué)方程式計算反應(yīng)放出的熱量．

解答：解：（1）反應(yīng)達平衡時，測得放出的熱量為28kJ，則參加反應(yīng)是CO的物質(zhì)的量=

28kJ

42kJ/mol

=

2

3

mol，故CO的轉(zhuǎn)化率=

2 3 mol

1mol

×1005=66.7%，
故答案為：66.7%；
（2）使反應(yīng)達平衡時CO的轉(zhuǎn)化率與（1）相同，為等效平衡，按化學(xué)計量數(shù)轉(zhuǎn)化到左邊，得到CO、H₂O都是

1

3

mol，由于該反應(yīng)前后氣體體積不變，滿足容器內(nèi)n（CO）：（H₂O）=1：2，故應(yīng)還應(yīng)同時加入CO、H₂O，則：
[n（CO）+

1

3

mol]：[n（H₂O）+

1

3

mol]=1：2，整理得n（H₂O）=2n（CO）+

1

3

mol，
故答案為：向容器中通入CO、H₂O，且滿足n（H₂O）=2n（CO）+

1

3

mol；
（3）由（1）計算可知，平衡時參加反應(yīng)是CO的物質(zhì)的量=

2

3

mol，則：
           CO（g）+H₂O（g）?CO₂（g）+H₂（g）
開始（mol）：1       2       0        0
變化（mol）：

2

3

      

2

3

      

2

3

        

2

3

平衡（mol）：

1

3

     

4

3

      

2

3

       

2

3

反應(yīng)前后氣體體積不變，用物質(zhì)的量代替濃度計算平衡常數(shù)，故平衡常數(shù)k=

2 3 × 2 3

1 3 × 4 3

=1，
令參加反應(yīng)的水的物質(zhì)的量為xmol，則：
           CO（g）+H₂O（g）?CO₂（g）+H₂（g）
開始（mol）：2       3       0        0
變化（mol）：x       x       x        x
平衡（mol）：2-x     3-x      x        x
故

x×x

(2-x)×(3-x)

=1，解得x=1.2
故水的轉(zhuǎn)化率=

1.2mol

3mol

×100%=40%，
故答案為：40%；
（4）與（1）為等效平衡，CO的轉(zhuǎn)化率相等，故參加反應(yīng)的CO的物質(zhì)的量=1.5mol×

2

3

=1mol，根據(jù)熱化學(xué)方程式可知，反應(yīng)放出的熱量為1mol×42kJ/mol=42kJ，
故答案為：42kJ．

點評：本題考查化學(xué)平衡的有關(guān)計算、化學(xué)平衡常數(shù)的有關(guān)計算，難度中等，（4）中注意利用等效平衡解答，（2）中注意反應(yīng)前后氣體體積不變，滿足對比即可．