求解析,一道化学平衡转换率问题

题目

求解析,一道化学平衡转换率问题
将不同物质的量的CO 和H2O分别通入恒容密闭容器中,进行反应CO+H2O=CO2+H2
第一组实验,起始量 H2O为1 CO 2 第二组 H2O为2 CO 1 为什么第一组的转化率高于第二组

答案

求转化率时,若反应物质起始量不是按照化学反应计量系数之比投加的,则要指明是求哪种物质的转化率.根据你的意思,显然问的是H2O的转化率.
H2O的转化率=反应的H2O的量/投加的H2O的量.
对同一反应,温度不变时,平衡常数不变.第一组,CO过量,第二组,H2O过量,显然第一组水的转化率要高.当然也可通过具体的计算求解.
第一组,CO过量,设有xmolH2O反应,设容器体积为1L.
CO+H2O=CO2+H2 K
初始 2 1 0 0
反应 x x x x
平衡 2-x 1-x x x
平衡常数K=[CO2][H2]/([CO][H2O])=x^2/[(2-x)(1-x)] (1)
第二组,H2O过量,设有ymolH2O反应,设容器体积为1L.
CO+H2O=CO2+H2 K
初始 1 2 0 0
反应 y y y y
平衡 1-y 2-y y y
平衡常数K=[CO2][H2]/([CO][H2O])=y^2/[(1-y)(2-y)] (2)
温度不变,平衡常数不变即(1)=(2),可得x=y.
所以第一组H2O的转化率=x/1*100%,第二组转化率=y/2*100%=x/2*100%,显然第一组转化率高.