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题型:填空题
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填空题

CH3OH(g)+H2O(g) CO2(g)+3H2(g);该反应的正反应为吸热反应,请根据题目要求回答下列问题:

(1)在其它条件不变的情况下降低温度,则逆反应速率________(填“增大”或“减小”或“不变”,下同);在其它条件不变的情况下加压,则正反应速率________。

(2)一定条件下,向体积为2L的密闭容器中充入1molCH3OH(g)和3molH2O(g),20s后,测得混合气体的压强是反应前的1.2倍,则用甲醇表示该反应的速率为________________。

(3)判断该可逆反应达到平衡状态的依据是(填序号)________________。 

A v(CH3OH)=v(CO2)

B 混合气体的密度不变

C 混合气体的平均相对分子质量不变

D CH3OH.H2O.CO2.H2的浓度都不再发生变化

(4)在一定条件下,当该反应处于化学平衡状态时,下列操作可使化学平衡向逆反应方向移动的是

________(填序号)。

A.升高温度 B.降低温度 C.增大压强 D.减小压强 E.加入催化剂 F.移出水蒸气

(5)下图中P是可自由平行滑动的活塞,关闭K,在相同温度时,向A容器中充入1molCH3OH(g)和2mol

H2O(g),向B容器中充入1.2molCH3OH(g) 和2.4molH2O(g),两容器分别发生上述反应。已知起始时容器A和B的体积均为aL。试回答:

①反应达到平衡时容器B的体积为1.5aL,容器B中CH3OH转化率为________,A.B两容器中H2O(g)的体积百分含量的大小关系为:B________(填“>”.“<”.“=”) A。

②若打开K,一段时间后重新达到平衡,容器B的体积为________L(连通管中气体体积忽略不计,且不考虑温度的影响)。

正确答案

(1)减小;增大

(2)0.01mol/(L·s)

(3)CD

(4)BCF

(5)①75%;<;②1.75a

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填空题

(10分) 在一定温度下,在一体积固定的密闭容器中加入2 mol X和1 mol Y,发生如下反应:2X(g)+Y(g)aZ(g)+W(g) ΔH=-QkJ/mol(Q>0)

当反应达到平衡后,反应放出的热量为Q1 kJ,物质X的转化率为α;

平衡后再升高温度,混合气体的平均相对分子质量减小,则

(1)温度升高,平衡常数K的值是__________(填“增大”、“减小”或“不变”)。

(2)化学计量数a的值为__________。

(3)有同学认为,Q1一定小于Q,你认为该结论是否正确?__________,其理由是____________________。

(4)维持温度、体积不变,若起始时向容器中加入的物质的量如下列各项,反应达到平衡后放出的热量仍为Q1 kJ的是__________(稀有气体不参与反应)。

正确答案

(1)减少  (2)a=1    (3)正确 反应物没有完全转化,所以放出的热量少  

(4)ABC  (每空2分)

试题分析:(1)ΔH<0,说明是个放热反应,故升高温度,反应向左进行,故平衡常数减小,平衡常数为生成物的化学计量数次幂比上反应物的化学计量数次幂。

(2)升高温度,反应向左进行,混合气体的平均相对分子质量减小,说明生成物的化学计量数之和小于反应物的化学计量数之和,故a+1<3,a<2,故a为1。

(3)反应物没有完全转化,所以放出的热量少,故Q1一定小于Q。

(4)利用“一边倒”的方法计算X和Y的物质的量和开始加入的2 mol X和1 mol Y相比,若一样,则相等,此外,还要考虑,对于体积固定的密闭容器,加入惰性气体是没有影响反应方向。

点评:此题考核了对化学平衡常数的理解和掌握。

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填空题

(9分)工业上以黄铁矿为原料生产硫酸,其中重要的一步是催化氧化(生产中保持恒温恒容条件):2SO2(g)+O2(g)2SO3(g) △H=-196.6 kJ·mol1

(1)生产中为提高反应速率和SO2的转化率,下列措施可行的是            

A.向装置中充入O2             B.升高温度

C.向装置中充入N2             D.向装置中充入过量的SO2

(2)恒温恒压,通入3mol SO2和2mol O2 及固体催化剂,平衡时容器内气体体积为起始时的90%。保持同一反应温度,在相同容器中,将起始物质的量改为 5mol SO2(g)、3.5 mol O2(g)、1mol SO3(g),下列说法正确的是         

A.第一次平衡时反应放出的热量为294.9kJ 

B.两次平衡SO2的转化率相等

C.两次平衡时的O2体积分数相等          

D.第二次平衡时SO3的体积分数等于2/9

(3)500 ℃时将10 mol SO2和5.0 mol O2置于体积为1L的恒容密闭容器中,SO2转化为SO3的平衡转化率为0.95。则500℃时的平衡常数K=          

(4)550 ℃,A、B表示不同压强下的平衡转化率(如图),通常工业生产中采用常压的原因是          

并比较不同压强下的平衡常数:K(0.10 MPa)    K(1.0 MPa)。

正确答案

(1)A(2分)    (2)CD(2分)    (3)1.444x103(2分)   常压下400~500°C,SO2转化率已经很高了,加压必须增大投资以解决增加设备和提供能量问题(2分)    =(1分)

试题分析:(1)充入氧气,则增大氧气的浓度,所以既能增大反应速率,也能提高SO2的转化率,A正确;正反应是放热反应,升高温度平衡向逆反应方向移动,转化率降低,B不正确;向装置中充入N2,压强增大,但浓度不变,平衡不移动,C不正确;向装置中充入过量的SO2,反应速率增大,但SO2的转化率降低,D不正确,答案选A。

(2)设第一次平衡时生成SO3是x,则消耗SO2和氧气的物质的量分别是x和0.5x,因此剩余SO2和氧气的物质的量分别是(3mol-x)、(2mol-0.5x)。所以有,解得x=1mol。因此放出的热量是196.6 kJ·mol1×0.5mol=98.3kJ,A不正确;SO3的体积分数是。根据方程式可知,5mol SO2(g)、3.5 mol O2(g)、1mol SO3(g)相当于是6mol SO2(g)、4 mol O2(g)。由于是保持恒温恒压的,因此平衡是等效的,所以平衡时SO3的物质的量是2mol,即反应中消耗1molSO2,因此选项B不正确,C和D都是正确的,答案选CD。

(3)                2SO2(g)+O2(g)2SO3(g)

起始浓度(mol/L)    10      5        0

转化浓度(mol/L)     9.5     4.75      9.5

平衡浓度(mol/L)     0.5     0.25      9.5

所以该稳定性平衡常数K=

(4)根据图像可知,由于常压下400~500°C,SO2转化率已经很高了,加压转化率提高的幅度不大,但加压必须增大投资以解决增加设备和提供能量问题,显然是互经济的。平衡常数只与温度有关系,所以改变压强,平衡常数是不变的。

点评:该题的难点在于等效平衡的判断上。所谓等效平衡是指外界条件相同时,同一可逆反应只要起始浓度相当,无论经过何种途径,都可以达到相同的平衡状态。等效平衡的判断及处理一般步骤是:进行等效转化——边倒法,即按照反应方程式的计量数之比转化到同一边的量,与题干所给起始投料情况比较。等效平衡一般有三种类型:I类:恒温恒容下对于反应前后气体体积发生变化的反应来说(即△n≠0的体系):等效转化后,对应各物质起始投料的物质的量与原平衡起始态相同。II类:恒温恒容下对于反应前后气体体积没有变化的反应来说(即△n=0的体系):等效转化后,只要反应物(或生成物)的物质的量的比例与原平衡起始态相同,两平衡等效。III类:恒温恒压下对于气体体系等效转化后,要反应物(或生成物)的物质的量的比例与原平衡起始态相同,两平衡等效。解答该类型试题的关键是分清类别,用相应的方法求解即可。

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填空题

工业上用CO生产燃料甲醇,一定条件下发生反应:CO(g)+2H2(g) CH3OH(g)。图1表示反应中能量的变化;图2表示一定温度下,在体积为2 L的密闭容器中加入4 mol H2和一定量的CO后,CO和CH3OH(g)的浓度随时间变化。

请回答下列问题:

(1)在“图1”中,曲线________(填:a或b)表示使用了催化剂;该反应属于________(填:吸热、放热)反应。

(2)下列说法正确的是________。

(3)从反应开始到建立平衡,v(H2)=________;该温度下CO(g)+2H2(g) CH3OH(g)的化学平衡常数为______。若保持其它条件不变,将反应体系升温,则该反应化学平衡常数________(填“增大”、“减小”或“不变”)。

(4)请在“图3”中画出平衡时甲醇百分含量(纵坐标)随温度(横坐标)变化的曲线,要求画压强不同的2条曲线(在曲线上标出P1、P2,且P12)。

(5)已知CH3OH(g)+O2(g)=CO2(g)+2H2O(g) ΔH=-192.9 kJ/mol

又知H2O(l)=H2O(g) ΔH=+44 kJ/mol,请写出32 g的CH3OH(g)完全燃烧生成液态水的热化学方程式

______________________________________________________________________。

(6)甲醇对水质会造成一定的污染,有一种电化学法可消除这种污染,其原理是:将Co2+氧化成Co3+,然后以Co3+做氧化剂把水中的甲醇氧化成CO2而净化。写出用Co3+除去甲醇的离子方程式                        。

正确答案

(1)b(1分)   放热(1分)   (2)C(1分)

(3)0.15 mol·L1·min1(2分)        12(2分)     减小(2分)

(4)  (2分)

(5)CH3OH(g)+3/2O2(g)=CO2(g)+2H2O(l) ΔH=-280.9 kJ/mol(2分)

(6)6Co3++CH3OH+H2O=CO2↑+6 Co2++6H+(2分)

试题分析:(1)加入催化剂,能降低反应的活化能,故b曲线是加入了催化剂的;图中显示,反应物的总能量高于生成物的总能量,故该反应是放热反应;(2)容器体积为2L,故CO的加入量为2mol,A错;增加CO的浓度,其本身的转化率降低,B错;该反应前后气体分子总数不同,故当压强不变时,反应达到平衡状态;保持温度和密闭容器容积不变,再按1:2充入CO和H2,平衡右移,CO的转化率增大,故n(CH3OH)/n(CO)增大,D错;(3)CO的变化量为0.75 mol·L1,故H2的变化量为1.5 mol·L1;该反应的化学平衡常数为K= = =12;该反应为放热反应,温度升高,平衡左移,故平衡常数减小;(4)压强增大,平衡右移,甲醇的百分比增大;温度升高,平衡左移,甲醇的百分比降低;(5)32 g的CH3OH(g)为1mol,①-2②可得。

点评:化学平衡是历年高考重中之重,考生一定要系统备考此知识点,同时配以练习,掌握必要解题思路。

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填空题

煤化工中常需研究不同温度下平衡常数、投料比及热值等问题。

已知:的平衡常数随温度的变化如下表

试回答下列问题:

(1)上述正向反应是:___________反应(选填:放热、吸热)

(2)在800℃发生上述反应,以表中的物质的量投入恒容反应器,其中向正反应方向移动的有

__________(选填A、B、C、D、E)

(3)已知在一定温度下:

平衡常数K

平衡常数K1

平衡常数K2

则K、K1、K2之间的关系是_________________

(4)若在500℃时进行,若CO、H2O的起始浓度均为0.020mol/L,在该条件下,CO的最大转化率为:

________________

(5)若在800℃时进行,设起始时CO和H2O共为5mol,水蒸气的体积分数为x,平衡时CO转化率为y,则y随x变化的函数关系式为:y=__________________

(6)在VL密闭器中通入10molCO和10mol水蒸气,在T℃达到平衡,然后急速除去水蒸气(除水蒸气时各物质的物质的量不变)。将混合气体燃烧,测得放出的热量为2842kJ(已知燃烧1molCO放热283KJ,燃烧

1molH2放热为286KJ) 则T℃平衡常数K=_________________

正确答案

(1)放热

(2)BCE

(3)K=K1/K2 (4)75%

(5)y=x

(6)0.44(或4/9)

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填空题

联氨(N2H4)及其衍生物是一类重要的火箭燃料。N2H4与N2O4反应能放出大量的热。

(1)已知:2NO2(g)==N2O4(g) △H=-57.20kJ·mol-1。一定温度下,在密闭容器中反应

2NO2(g)N2O4(g)达到平衡。 其他条件不变时,下列措施能提高NO2转化率的是__________(填序号)

A.减小NO2的浓度 B.降低温度 C.增加NO2的浓度 D.升高温度

(2)25℃时,1.00gN2H4(l)与足量N2O4(l)完全反应生成N2(g)和H2O(l),放出19.14kJ的热量。则反应2N2H4(l)+N2O4(l)=3N2(g)+4H2O(l)的△H=____________kJ·mol-1

(3)17℃、1.01×105Pa,密闭容器中N2O4和NO2的混合气体达到平衡时,c(NO2)=0.0300mol·L-1、c(N2O4)=0.0120mol·L-1。计算反应2NO2(g)N2O4(g)的平衡常数K。

(4)现用一定量的Cu与足量的浓HNO3反应,制得1.00L已达到平衡的N2H4和NO2的混合气体(17℃、1.01×105Pa),理论上至少需消耗Cu多少克?

正确答案

(1)BC

(2)-1224.96

(3)K=

(4)由(3)可知,在17℃、1.01×105Pa达到平衡时,1.00L混合气体中

可得

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填空题

(11分)某条件下,在2L密闭容器中发生如下反应:2NO2(g)2NO(g)+O2(g) △H>0。在三种不同条件下进行,其中NO、O2的起始浓度都为0 mol/L,实验Ⅰ、Ⅱ反应温度相同,NO2的浓度(mol·L1)随时间(min)的变化如图所示。请回答下列问题:

(1)请在图中标上对应的反应温度(800℃或850℃)。实验Ⅱ隐含的反应条件是_______________________。

(2)写出该反应的平衡常数表达式:K=______________。

(3)若实验Ⅰ中达平衡后,再向密闭容器中通入1mol NO2与1mol NO混合气体(保持温度不变),则平衡将_________(填“正向移动”或“逆向移动”或“不移动”)

(4)一定条件下NO2与SO2可发生反应,其方程式为:

NO2(g)+SO2(g) SO3(g)+NO(g) △H>0,将NO2与SO2以体积比置于密闭容器中发生上述反应,下列能说明反应达到平衡状态的是        

A、体系压强保持不变                             B、混合气体颜色保持不变

C、SO3和NO的体积比保持不变             D、混合气体的平均相对分子质量保持不变

(5)若改变条件,使平衡常数变大,该反应        

A、一定向正反应方向移动               B、在平衡移动时,正反应速率先增大后减小

C、一定向逆反应方向移动               D、在平衡移动时,逆反应速率先增大后减小

正确答案

(12分,每空2分)⑴使用了催化剂

⑵c2(NO)·c (O2)/c2(NO2)   ⑶不移动  ⑷B  ⑸A B

试题分析:(1)由于正反应是吸热反应,所以升高温度平衡向正反应方向进行,则NO2的浓度降低,所以正确的图像是(见答案);实验Ⅱ和实验I相比,平衡状态是相同的,但达到平衡的时间减少,由于正反应是体积最大的,因此隐含的反应条件是使用铝催化剂。

(2)化学平衡常数是在一定条件下,当可逆反应达到平衡状态时,生成物浓度的幂之积和反应物浓度的幂之积的比值。所以根据反应的方程式可知,该反应的平衡常数表达式是K=c2(NO)·c (O2)/c2(NO2)。

(3)实验Ⅰ中达平衡后,c(NO2)=0.5mol/L,则

2NO2(g)2NO(g)+O2(g)

起始浓度(mol/L)     1              0        0

转化浓度(mol/L)     0.5            0.5      0.25

平衡浓度(mol/L):    0.5            0.5      0.25

所以平衡常数=c(NO)2×c(O2) c(NO2)2=0.25

若实验Ⅰ中达平衡后,再向密闭容器中通入1mol NO2与1mol NO混合气体(保持温度不变)

此时为c(NO2)=0.5mol/L+1mol/ 2L =1mol/L,c(NO)=+1mol/ 2L ="1mol/L" ,c(O2)=0.25mol/L,此时浓度商为Q=c(NO)2×c(O2) c(NO2)2 =12×0.25/ 12=0.25,所以平衡不移动。

(4)在一定条件下,当可逆反应的正反应速率和逆反应速率相等时(但不为0),反应体系中各种物质的浓度或含量不再发生变化的状态,称为化学平衡状态。颜色深浅和浓度有关系,所以B正确。根据反应的方程式可知,反应前后体积不变,所以压强始终是不变的,A不正确;SO3和NO的体积比总是1︰1的,所以C不正确;混合气的平均相对分子质量是混合气的质量和混合气的总的物质的量的比值,质量和物质的量都是不变的,所以D不正确,答案选B。

(5)改变条件,使平衡常数变大,则平衡一定是向正反应方向移动的,A正确,C不正确。由于正反应是吸热反应,所以改变的体积一定是升高温度,因此在平衡移动时,正反应速率先增大后减小,B正确。在平衡移动时,逆反应速率始终是增大的,答案选AB。

点评:本题考查图象与化学平衡,明确影响化学平衡的因素及图象中量的是解答本题的关键,(3)是学生解答中的难点,要注意利用K与Q来分析平衡移动的方法。该题浓度较大,不易得分。

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填空题

(1)某恒温恒容条件下的可逆反应:N2(g)+3H2(g)   2NH3(g) △H<0,起始    充入amol N2、bmol H2, 达到平衡后,N2、H2、NH3的物质的量分别为1 mol、3 mol、10 mol,回答下列问题:

①A=          , B=         ;

② 平衡后,再充入5 molNH3,化学平衡将向      移动(填“左”或“右”或“不移动”),达新平衡时N2的百分含量    原平衡时N2的百分含量(填“大于”或“小于”或“等于”);

③平衡后若升高温度,则平衡向     方向移动;若增加压强,则平衡向    

方向移动(填“向左”或“向右”)。

(2)某恒温恒压条件下的可逆反应:N2(g)+3H2(g) 2NH3(g),起始充入1 mol N2、3 mol H2、16 mol NH3,容器的容积为V L。达到平衡后,N2、H2、NH3的物质的量分别为Amol、Bmol、c mol,此时容器的容积为1.1V L,回答下列问题:

① 起始时反应速率V        V(填“大于”或“小于”或“等于”)

② 平衡时A=        ,B=        。

③ 若平衡后再充入3.6 molNH3,重新建立平衡时容器的容积为    L。

正确答案

(10分)(1) ① 6,  18 ②左.小于 ③ 向左、向右

(2) ①小于.② 2   6 ③ 1.32V

试题分析:(1)达到平衡后,N2、H2、NH3的物质的量分别为1 mol、3 mol、10 mol,反应消耗N2、H2的物质的量分别为5mol、15mol,所以①a=6、b=18;②恒温恒容条件下,再充入5 molNH3,氨气浓度增大,平衡向左移动;若将容器体积缩小一半,充入5 molNH3,与原平衡等效,将两个平衡合二为一,恢复为原容器的体积,则平衡会正向移动,氮气的百分含量减小,但转化率增大;③升温,平衡向吸热反应方向移动,所以升温,化学平衡向左移动,增大压强,平衡向压强减小的方向移动,因此向右移动。

(2)①恒温恒压条件下,平衡后容器体积增大,说明气体物质的量增加,反应逆向进行V< V②反应逆向进行,平衡后气体总物质的量为20×1.1=22mol,设生成氮气x,则氢气为3x,消耗氨气2x,可得:1+x+3+3x+16-2x=22,解得x=1,所以a=1+x-2,b=3+3x=6,c=16-2x=14

③起始充入1 mol N2、3 mol H2、16 mol NH3,相当于充入18mol NH3,平衡时体积为1.1V,在恒温恒压条件下,充入3.6mol NH3,平衡时的体积为3.6/18×1.1V=0.22V,所以总体积为:1.1V+0.22V=1.32V

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填空题

用化学反应原理相关知识同答 

I.根据下表所示化学反应与数据关系回答下列问题:

(1)反应①是           (填“吸热"或“放热”)反应。

(2)根据反应①与②可推导出同温下K1、K2与K3之间的关系,则K3=     (用K1、K2表示)。

(3)若反应③的逆反应速率与时间的关系如图所示:

①反应在t1、t3、t7时都达到了平衡,若t2时只改变了一种外界条件j试判断:改变的条件可能是    

②若t4时降压,t6时增大反应物的浓度,请在图中画出t4~t6时逆反应速率与时间的关系曲线。

II.请根据醋酸的电离平衡回答下列问题:

(1)常温下,0.1mol/L 的CH3COOH溶液中有l%的CH3COOH分子发生电离,则溶液的pH=   

(2)将上述溶液加蒸馏水稀释,在稀释过程中,下列各项中增大的是      (填字母编号)。

(3)25℃时,CH3COOH的电离平衡常数为1.75×10-5,现将一定量的CH3COOH与NaOH溶液混合,若测得混合液pH=5.6,则混合液中各离子浓度由大到小的顺序是      

正确答案

(1)吸热

K2

①升高温度或增大CO2的浓度(增大H2的浓度)

Ⅱ、(1)3

(2)BD

(3) c(CH3COO-)>c(Na+)>c(H+)>c(OH-)

试题分析:Ⅰ(1)升高温度,平衡常数增大,正反应是吸热反应。

K3=而K1=,K2=故K3=K2X

(3)升高温度或增大CO2的浓度(增大H2的浓度)

Ⅱ、(1)根据c(H+)=c(HAc)ɑ,则c(H+)=0.1X1%,PH=3

电离常数不变,c(H+)在稀释过程中总体是减小的;水的离子积常数不变;c(H+)减小,则c(OH-)增大,故选BD。

(3)据题意,混合溶液的PH为5.6,溶液显弱酸性,则有   c(CH3COO-)>c(Na+)>c(H+)>c(OH-)

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填空题

(甲醇是重要的化学工业基础原料和清洁液体燃料,它广泛用于有机合成、医药、农药、涂料、染料、汽车和国防等工业中。工业上一般在恒容密闭容器中采用下列反应合成甲醇:

CO(g)2H2(g)CH3OH(g)Q

下表所列数据是反应在不同温度下的化学平衡常数(K)。

 

(1)判断反应达到平衡状态的依据是(  )

A.混合气体的密度不变

B.混合气体的平均相对分子质量不变

C.生成CH3OH的速率与消耗CO的速率相等

D.CH3OH、CO、H2的浓度都不再发生变化

(2)由表中数据判断Q        0 (填“>”、“”或“<”),要提高CO转化率,可采取的措施

是(  )

A.加入催化剂       B.充入CO       C.充入H2      D.升温

(3)某温度下,将2 mol CO和6 mol H2充入2 L的密闭容器中,充分反应10min后,达到平衡时测得cmol/L,则以CH3OH表示的反应速率v           mol /(L·min),

CO的转化率为               

(4)原料CO和H2可以由C和H2O反应制取,涉及的反应方程式如下:

C(s)CO2(g) 2CO(g)              平衡常数K1

C(s)H2O(g) CO(g)H2(g)         平衡常数K2

CO(g)H2O(g) H2(g)CO2(g)       平衡常数K3

则K1、K2、K3之间的关系是:                       

正确答案

(1)BD  (2分)

(2)>(1分)、C (1分)

(3)0.08  (1分)       80%  (1分)

(4)K2=K1·K3 (2分)

试题分析:

(1)A恒容密闭容器,体积不变,都是气体,质量守恒,混合气体的密度始终不变,不能做平衡标志,错误;B正确;C生成CH3OH和消耗CO的速率是同向速率,错误;D正确。

(2)由表可知,T升高,K减小,正反应是放热反应,Q>0。提高CO转化率,反应正向进行,选C。

(3) CO(g)2H2(g)CH3OH(g)Q

初浓度:  1    3               0

变浓度   0.8   1.6             0.8    

平衡     0.2

v0.8/10=0.08(mol/L·min)

CO的转化率=" 0.8" /1*100%=  80%

(4)①C(s)CO2(g) 2CO(g)     平衡常数K1

②C(s)H2O(g) CO(g)H2(g)     平衡常数K2

③CO(g)H2O(g) H2(g)CO2(g)   平衡常数K3

②=①+③ 所以K2=K1·K3

下一知识点 : 化学反应进行的方向
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