Question

（2011?海淀區(qū)二模）煤的氣化是高效、清潔地利用煤炭的重要途徑之一．
（1）在25℃、101kPa時(shí)，H₂與O₂化合生成1mol H₂O（g）放出241.8kJ的熱量，其熱化學(xué)方程式為

H₂（g）+

1

2

O₂（g）═H₂O（g）△H=-241.8kJ/mol

．
又知：①C（s）+O₂（g）═CO₂（g）△H=-393.5kJ/mol
②CO（g）+

1

2

O₂（g）═CO₂（g）△H=-283.0kJ/mol
焦炭與水蒸氣反應(yīng)是將固體煤變?yōu)闅怏w燃料的方法，C（s）+H₂O（g）═CO（g）+H₂（g）△H=

+131.3

kJ/mol．
（2）CO可以與H₂O（g）進(jìn)一步發(fā)生反應(yīng)：CO（g）+H₂O（g）?CO₂（g）+H₂（g）△H＜0在甲、乙、丙三個(gè)恒容密閉容器中，起始時(shí)按照下表進(jìn)行投料，在800℃時(shí)達(dá)到平衡狀態(tài)，K=1.0．

起始物質(zhì)的量	甲	乙	丙
n（H2O）/mol	0.10	0.20	0.20
n（CO）/mol	0.10	0.10	0.20

①該反應(yīng)的平衡常數(shù)表達(dá)式為

c(CO2)×c(H2)

c(CO)×c(H2O)

．
②平衡時(shí)，甲容器中CO的轉(zhuǎn)化率是

50%

；
容器中CO的轉(zhuǎn)化率：乙

＞

甲；丙

=

甲．（填“＞”、“=”或“＜”）
③丙容器中，通過改變溫度，使CO的平衡轉(zhuǎn)化率升高，則溫度

降低

（填“升高”或“降低”）．

Answer 1

分析：（1）根據(jù)熱化學(xué)方程式的書寫原則進(jìn)行書寫；
根據(jù)蓋斯定律，由已知熱化學(xué)方程式乘以適當(dāng)?shù)南禂?shù)進(jìn)行加減構(gòu)造目標(biāo)熱化學(xué)方程式，反應(yīng)熱也乘以相應(yīng)的系數(shù)進(jìn)行相應(yīng)的計(jì)算；
（2）①化學(xué)平衡常數(shù)，是指在一定溫度下，可逆反應(yīng)達(dá)到平衡時(shí)各生成物濃度的化學(xué)計(jì)量數(shù)次冪的乘積除以各反應(yīng)物濃度的化學(xué)計(jì)量數(shù)次冪的乘積所得的比值，據(jù)此書寫；
②令參加反應(yīng)的CO的物質(zhì)的量為nmol，根據(jù)三段式表示出平衡時(shí)各組分的物質(zhì)的量，由于反應(yīng)前后氣體的體積不變，故用物質(zhì)的量代替濃度代入平衡常數(shù)列方程計(jì)算；
乙與甲相比，乙中增大水的物質(zhì)的量，平衡向正反應(yīng)方向移動(dòng)，CO的轉(zhuǎn)化率增大；
丙與甲相比，乙中水、CO的物質(zhì)的量為甲中的2倍，等效為再甲的基礎(chǔ)上壓強(qiáng)增大一倍，平衡不移動(dòng)，轉(zhuǎn)化率不變；
③通過改變溫度，使CO的平衡轉(zhuǎn)化率升高，則平衡向正反應(yīng)方向移動(dòng)，該反應(yīng)正反應(yīng)為放熱反應(yīng)，故應(yīng)降低溫度．

解答：解：（1）在25℃、101kPa時(shí)，H₂與O₂化合生成1mol H₂O（g）放出241.8kJ的熱量，其熱化學(xué)方程式為：H₂（g）+

1

2

O₂（g）═H₂O（g）△H=-241.8 kJ/mol，
已知：①C（s）+O₂（g）═CO₂（g）△H=-393.5kJ/mol
②CO（g）+

1

2

O₂（g）═CO₂（g）△H=-283.0kJ/mol
③H₂（g）+

1

2

O₂（g）═H₂O（g）△H=-241.8 kJ/mol，
根據(jù)蓋斯定律，①-③-②得C（s）+H₂O（g）=CO（g）+H₂（g）△H=+131.3kJ?mol^-1，
故答案為：H₂（g）+

1

2

O₂（g）═H₂O（g）△H=-241.8 kJ/mol；+131.3；
（2）①CO（g）+H₂O（g）?CO₂（g）+H₂（g）的平衡常數(shù)k=

c(CO2)×c(H2)

c(CO)×c(H2O)

，
故答案為：

c(CO2)×c(H2)

c(CO)×c(H2O)

；
②令參加反應(yīng)的CO的物質(zhì)的量為nmol，則：
          CO（g）+H₂O（g）?CO₂（g）+H₂（g）
開始（mol）：0.1   0.1       0       0
變化（mol）：n      n        n       n
平衡（mol）：0.1-n  0.1-n     n       n
由于反應(yīng)前后氣體的體積不變，可以用物質(zhì)的量代替濃度計(jì)算平衡常數(shù)，故

n×n

(0.1-n)×(0.1-n)

=1，解得n=0.05，故CO的轉(zhuǎn)化率為

0.05mol

0.1mol

×100%=50%，
乙與甲相比，乙中增大水的物質(zhì)的量，平衡向正反應(yīng)方向移動(dòng)，CO的轉(zhuǎn)化率增大，故CO轉(zhuǎn)化率：乙＞甲；
丙與甲相比，乙中水、CO的物質(zhì)的量為甲中的2倍，等效為再甲的基礎(chǔ)上壓強(qiáng)增大一倍，平衡不移動(dòng)，轉(zhuǎn)化率不變，故CO轉(zhuǎn)化率：丙=甲；
故答案為：50%；＞；=；
③通過改變溫度，使CO的平衡轉(zhuǎn)化率升高，則平衡向正反應(yīng)方向移動(dòng)，該反應(yīng)正反應(yīng)為放熱反應(yīng)，故應(yīng)降低溫度，故答案為：降低．

點(diǎn)評(píng)：本題考查熱化學(xué)方程式書寫及反應(yīng)熱計(jì)算、化學(xué)平衡常數(shù)、化學(xué)平衡的有關(guān)計(jì)算及影響元素等，難度中等，注意理解根據(jù)蓋斯定律進(jìn)行反應(yīng)熱的計(jì)算，掌握平衡常數(shù)的用途．