Question

【題目】水煤氣（CO 和H2）是合成甲醇的重要原料，它可用水蒸氣通過熾熱的炭層制得：C(s)+H2O(g)CO(g)+H2(g) △H=+131.3kJ/mol

⑴該反應(yīng)的平衡常數(shù)的表達(dá)式為：_________________；升高溫度，K值將 ；容器中氣體的平均相對(duì)分子質(zhì)量將 。（填“增大”、“減小”或“不變”）。

⑵上述反應(yīng)達(dá)到平衡后，將體系中的C(s)部分移走，平衡將 （填序號(hào)）。

A．向左移 B．向右移 C．不移動(dòng)

⑶下列事實(shí)能說明該反應(yīng)在一定條件下已達(dá)到平衡狀態(tài)的有 （填序號(hào)）。

A．單位體積內(nèi)每消耗1molCO的同時(shí)生成1molH2

B．混合氣體總物質(zhì)的量保持不變

C．生成H2O(g)的速率與消耗CO的速率相等

D．H2O(g)、CO、H2的濃度相等

⑷上述反應(yīng)在t0時(shí)刻達(dá)到平衡（如圖），若在t1時(shí)刻改變某一條件，請(qǐng)?jiān)趫D中繼續(xù)畫出t1時(shí)刻后c(CO)隨時(shí)間的變化曲線：

①縮小容器體積（用實(shí)線表示）。

②降低溫度（用虛線表示）。

⑸某溫度下，將4.0mol H2O(g)和足量的炭充入2L的密閉容器中，發(fā)生如下反應(yīng)，C(s)+H2O(g)CO(g)+H2(g)，達(dá)到平衡時(shí)測得K=1，則此溫度下H2O(g)的轉(zhuǎn)化率為 。

Answer 1

【答案】（1） ； 增大；減小；（2）c；（3）AB；

（4）；（5）50%。

【解析】

試題分析：（1）根據(jù)化學(xué)平衡常數(shù)的定義，平衡常數(shù)的表達(dá)式為：；正反應(yīng)是吸熱反應(yīng)，升高溫度，平衡向正反應(yīng)方向移動(dòng)，化學(xué)平衡常數(shù)只受溫度的影響，故升高溫度，平衡常數(shù)增大；假設(shè)全部進(jìn)行到底，生成CO和H2的物質(zhì)的量之比為1：1，此時(shí)氣體平均摩爾質(zhì)量為(28＋2)/2g·mol－1=15g·mol－1，氣體平均摩爾質(zhì)量減少；（2）C是固體，濃度視為常數(shù)，減少碳的量，平衡不移動(dòng)，故選項(xiàng)c正確；（3）A、用不同物質(zhì)的反應(yīng)速率表示，要求反應(yīng)方向是一正一逆，且化學(xué)反應(yīng)速率之比等于化學(xué)計(jì)量數(shù)之比，消耗CO，生成H2，反應(yīng)是向正反應(yīng)和逆反應(yīng)方向進(jìn)行，速率之比等于物質(zhì)的量之比，故正確；B、碳是固體，反應(yīng)前后氣體系數(shù)之和不相等，因此氣體總物質(zhì)的量保持不變，說明反應(yīng)達(dá)到平衡，故正確；C、根據(jù)選項(xiàng)A的分析，兩者都是向逆反應(yīng)方向進(jìn)行，故錯(cuò)誤；D、不知道開始時(shí)，通入量，因此無法判斷，故錯(cuò)誤；（4）①縮小容器的體積，壓強(qiáng)增大，化學(xué)反應(yīng)速率加快，平衡向逆反應(yīng)方向移動(dòng)，CO的濃度減小，瞬間時(shí)CO的濃度增大，達(dá)到平衡比原平衡時(shí)大，②降低溫度，化學(xué)反應(yīng)速率減緩，平衡向逆反應(yīng)方向進(jìn)行，t1瞬間CO的濃度不變，因此圖像是：；

（5）C(s)+H2O(g)CO(g)+H2(g)

起始： 4 0 0

變化： x x x

平衡： 4－x x x

根據(jù)化學(xué)平衡常數(shù)的定義，K=[c(CO)×c(H2)]/c(H2O)=x/2×x/2/(2－x)/2=1,

解得x=2，因此轉(zhuǎn)化率為2/4×100%=50%。