Question

1．已知一氧化碳與水蒸氣的反應為：CO（g）+H₂O（g）?CO₂（g）+H₂（g） 在427℃時，當一氧化碳和水蒸氣的起始濃度都為0.01mol/L時，一氧化碳的轉(zhuǎn)化率為50%．
（1）該反應在427℃時的平衡常數(shù)K=1．
（2）溫度不變時，若起始時一氧化碳濃度仍為0.01mol/L，水蒸氣的起始濃度為0.02mol/L，此時一氧化碳的轉(zhuǎn)化率為66.7%（用百分數(shù)表示，百分數(shù)中保留一位小數(shù)）．
（3）在保持溫度和壓強不變時向平衡體系中充入氬氣，一氧化碳的轉(zhuǎn)化率不變；（填“增大”“減小”“不變”．）
在保持溫度和容器體積不變時向平衡體系中充入氬氣，一氧化碳的轉(zhuǎn)化率不變（填“增大”“減小”“不變”．）

Answer 1

分析 （1）CO（g）+H₂O（g）?CO₂（g）+H₂（g） 
起始物質(zhì)的量濃度（mol/L）     0.01                        0.01             0                   0
變化物質(zhì)的量濃度（mol/L）    0.01×50%=0.005      0.005            0.005             0.005
平衡物質(zhì)的量濃度（mol/L）    0.005                       0.005            0.005             0.005
根據(jù)平衡常數(shù)K=$\frac{c（C{O}_{2}）×c（{H}_{2}）}{c（CO）×c（{H}_{2}O）}$進行計算；
（2）若起始時一氧化碳濃度仍為0.01mol/L，水蒸氣的起始濃度為0.02mol/L，設CO的轉(zhuǎn)化率為α，計算平衡狀態(tài)，根據(jù)平衡常數(shù)求算α；
（3）根據(jù)壓強的改變引進濃度變化，改變速率，改變平衡的移動，判斷恒溫恒容和恒溫恒壓條件下，通入氬氣對平衡的影響．

解答 解：（1）CO（g）+H₂O（g）?CO₂（g）+H₂（g） 
起始物質(zhì)的量濃度（mol/L）     0.01                        0.01             0                   0
變化物質(zhì)的量濃度（mol/L）    0.01×50%=0.005      0.005            0.005             0.005
平衡物質(zhì)的量濃度（mol/L）    0.005                       0.005            0.005             0.005
根據(jù)平衡常數(shù)K=$\frac{c（C{O}_{2}）×c（{H}_{2}）}{c（CO）×c（{H}_{2}O）}$=$\frac{0.005×0.005}{0.005×0.005}$=1，故答案為：1；
（2）若起始時一氧化碳濃度仍為0.01mol/L，水蒸氣的起始濃度為0.02mol/L，設CO的轉(zhuǎn)化率為α，
                                                 CO（g）+H₂O（g）?CO₂（g）+H₂（g） 
起始物質(zhì)的量濃度（mol/L）     0.01                        0.02             0                   0
變化物質(zhì)的量濃度（mol/L）    0.01α                       0.01α           0.01α            0.01α
平衡物質(zhì)的量濃度（mol/L）    0.01-0.01α               0.02-0.01α    0.01α            00.01α
根據(jù)平衡常數(shù)K=$\frac{c（C{O}_{2}）×c（{H}_{2}）}{c（CO）×c（{H}_{2}O）}$=$\frac{0.01α×0.01α}{（0.01-0.01α）×（0.02-0.01α）}$=1，解得：α=$\frac{2}{3}$=66.7%，故答案為：66.7%；
（3）在保持溫度和壓強不變時向平衡體系中充入氬氣，容器體積增大，反應物和生成物的濃度均同等程度減小，速率減小，但因反應前后氣體的物質(zhì)的量變化為0，平衡不移動，則一氧化碳的轉(zhuǎn)化率不變；在保持溫度和容器體積不變時向平衡體系中充入氬氣，容器內(nèi)壓強增大，但反應物和生成物的濃度沒有改變，速率不變，平衡不移動，則一氧化碳的轉(zhuǎn)化率不變；故答案為：不變；不變．

點評 考查化學平衡的計算及平衡的影響因素，涉及平衡常數(shù)與轉(zhuǎn)化率的計算，屬基礎性考查，難度中等，難點為通入不參加反應的氬氣在恒溫恒容和恒溫恒壓條件下對平衡狀態(tài)的影響判斷．