Question

【題目】現將定量的H2O與足量碳在體積可變的恒壓密閉容器中發生反應:

C(s)+H2O (g) CO(g)+H2(g)△H，測得壓強、溫度對CO的平衡組成的影響如圖所示。

（1）已知:2H2 (g)+O2(g)==2H2O (g) △H1

2CO(g)+ O2 (g)==2CO2(g)△H2

C(s)+ O2 (g)==CO2(g) △H3

則△H=_________(用含△H1、△H2、△H3的式子表示)。

（2）①下列措施能夠提高H2產率的是_______(填標號)

a.加壓 b.分離出CO C.加熱 d.增大碳固體的量

②a、b、c三點所對應的水的轉化率最小的是______________。

（3）700℃、P3時，將1molH2O與足量碳充入初始體積為1L的密閉容器中，恒溫、恒壓條件下，當反應進行到10min時，測得容器中H2的物質的量為0.12mol。

①10min內CO的平均反應速率為__________________ mol·L-1·min-1(保留兩位有效數字)。

②此溫度下該反應的平衡常數K___________。

③向容器中投料后，在下圖中畫出從0時刻到t1時刻達到平衡時容器中混合氣體的平均摩爾質量的變化曲線。___________________

④從t1時刻開始，保持溫度不變，對容器加壓，混合氣體平均摩爾質量從t2時刻后變化如上圖，出現該變化的原因是____________________________________________。

Answer 1

【答案】 △H3-1/2△H1-1/2△H2 bc b 0.011 0.8 (起點必須=18開始) 壓強增大，水蒸氣液化

【解析】（1）已知:①2H2 (g)+O2(g)==2H2O (g) △H1；②2CO(g)+ O2 (g)==2CO2(g)△H2；③C(s)+ O2 (g)==CO2(g) △H3；根據蓋斯定律，由③-×①-×②得反應C(s)+H2O (g) CO(g)+H2(g) △H=△H3-△H1-△H2；（2）①由圖中信息可知，升高溫度，CO的體積分數增大，則正反應為吸熱反應，反應C(s)+H2O (g) CO(g)+H2(g)為氣體體積增大的吸熱反應。a.加壓，平衡逆向移動，降低氫氣的產率，故錯誤；b.分離出CO，平衡正向移動，提高氫氣的產率，故正確；c.加熱，平衡正向移動，提高氫氣的產率，故正確；d.增大碳固體的量，反應物濃度不變，平衡不移動，故錯誤。答案選bc；②溫度相同，a點CO的體積分數大于b點，則水的轉化率a點較大，正反應為吸熱反應，c點溫度高于a點，升高溫度平衡正向移動水的轉化率增大，故三點對應的水的轉化率最小的是b；（3）700℃、P3時，CO的體積分數為40%， C(s)+H2O (g) CO(g)+H2(g)

開始時的量（mol） 1 0 0

改變的量（mol） 0.12 0.12 0.12

平衡時的量（mol） 0.88 0.12 0.12

反應后容器的體積為，①10min內CO的平均反應速率為mol·L-1·min-1；②此溫度下該反應的平衡常數K=；③向容器中投料后，在下圖中畫出從0時刻到t1時刻達到平衡時容器中混合氣體的平均摩爾質量的變化曲線，開始時為水的摩爾質量18g/mol，隨著反應的進行氣體的體積增大，平均摩爾質量減小，故圖如下：；④從t1時刻開始，保持溫度不變，對容器加壓，混合氣體平均摩爾質量從t2時刻后變化如上圖，出現該變化的原因是壓強增大，水蒸氣液化。