Question

【題目】已知：O2（g）+2H2（g）=2H2O（g）△H=﹣483.6kJmol﹣1
C（s，石墨）+O2（g）=CO2（g）△H=﹣393.5kJmol﹣1
CO2（g）+C（s，石墨）=2CO（g）△H=+172.5kJmol﹣1
（1）請寫出CO與水蒸汽反應的熱化學方程式
（2）在一體積為10L的密閉容器中，通入一定量的CO和水蒸汽，在850℃時發生反應，容器中CO和水蒸汽濃度變化如圖，則0～4min的平均反應速率v（CO）= ， 請計算此時的平衡常數K= ．

時間/min	CO	H2O	CO2	H2
0	0.200	0.300	0	0
2	0.138	0.238	0.062	0.062
3	c1	c2	c3	c3
4	c1	c2	c3	c3
5	0.116	0.216	0.084
6	0.096	0.266	0.104

（3）t℃（高于850℃）時，在相同容器中發生上述反應，容器內各物質的濃度變化如右表．
①表中3min～4min之間反應處于狀態；c1數值0.08mol/L （填大于、小于或等于）．
②反應在4min～5min間，平衡向逆方向移動，可能是以下的原因（填字母），表中5min～6min之間數值發生變化，可能的原因是 ． （填字母）
a．增加水蒸氣 b．降低溫度 c．使用催化劑 d．增加氫氣濃度．

Answer 1

【答案】
（1）CO（g）+H2O（g）?CO2（g）+H2（g）△H=﹣41.2kJ?mol﹣1
（2）0.03mol/（L?min）；1
（3）平衡；大于；d；a
【解析】解：（1）O2（g）+2H2（g）=2H2O（g）△H=﹣483.6kJmol﹣1①
C（s，石墨）+O2（g）=CO2（g）△H=﹣393.5kJmol﹣1②CO2（g）+C（s，石墨）=2CO（g）△H=+172.5kJmol﹣1③將方程式 得CO（g）+H2O（g）CO2（g）+H2（g）△H= kJ/mol=﹣41.2kJmol﹣1；所以答案是：CO（g）+H2O（g）CO2（g）+H2（g）△H=﹣41.2kJmol﹣1；（2）0～4min的平均反應速率v（CO）= = mol/（L．min）=0.03 mol/（Lmin）；根據方程式知，平衡時△c（CO）=△c（CO2）=△c（H2）=（0.20﹣0.08）mol/L=0.12mol/L，c（CO）=0.08mol/L，c（H2O）=0.18mol/L，化學平衡常數K= = =1；所以答案是：0.03 mol/（Lmin）；1；（3）①在高于850℃時發生反應，化學反應速率加快，一定在4min前達到化學平衡．另外從表中可看出反應在3min和4min時的各物質濃度相同，故3min﹣4min之間反應應處于平衡狀態．由于是放熱反應，溫度升高，化學平衡向逆反應方向移動，C1數值應大于0.08 mol/L．所以答案是：平衡；大于；②反應在4min﹣5min間，平衡向逆方向移動可能是升高溫度、增大生成物濃度、減少反應物濃度等因素引起，故選d．表中5min﹣6min之間CO濃度減少，H2O濃度增大，CO2濃度增大，只有增加水蒸氣，使化學平衡向正反應方向移動．故選a，所以答案是：d；a．
【考點精析】解答此題的關鍵在于理解化學平衡狀態本質及特征的相關知識，掌握化學平衡狀態的特征：“等”即 V正=V逆>0；“動”即是動態平衡，平衡時反應仍在進行；“定”即反應混合物中各組分百分含量不變；“變”即條件改變，平衡被打破，并在新的條件下建立新的化學平衡；與途徑無關，外界條件不變，可逆反應無論是從正反應開始，還是從逆反應開始，都可建立同一平衡狀態（等效），以及對化學平衡的計算的理解，了解反應物轉化率=轉化濃度÷起始濃度×100%=轉化物質的量÷起始物質的量×100%；產品的產率=實際生成產物的物質的量÷理論上可得到產物的物質的量×100%．