Question

【題目】以煤為原料，經過化學加工使煤轉化為氣體、液體、固體燃料以及各種化工產品的工業叫煤化工．

(1)將水蒸氣通過紅熱的碳即可產生水煤氣．反應為：C（s）+H2O（g）CO（g）+H2（g）△H=+131.3kJmol﹣1

①該反應在常溫下_______自發進行(填“能”與“不能”)；

②一定溫度和壓強下，在一個容積可變的密閉容器中，發生上述反應，下列能判斷該反應達到化學平衡狀態的是__________（填字母，下同）

a．容器中的壓強不變

b.1mol H﹣H鍵斷裂的同時斷裂2mol H﹣O

c．c（CO）=c（H2）

d．密閉容器的容積不再改變

(2)將不同量的CO（g）和H2O（g）分別通入到體積為2L的恒容密閉容器中，進行反應CO（g）+H2O（g）CO2（g）+H2（g），得到如表三組數據：

實驗組	溫度 ℃	起始量/mol		平衡量/mol		達到平衡所需時間/min
		CO	H2O	H2	CO
①	650	4	2	1.6	2.4	6
②	900	2	1	0.4	1.6	3
③	900	a	b	c	d	t

①該反應為_________（填“吸”或“放”）熱反應；實驗②條件下平衡常數K=___________。

②實驗①中從反應開始至平衡以CO2表示的平均反應速率為V(CO2)=____________（取小數點后兩位）

(3)目前工業上有一種方法是用CO2來生產甲醇．一定條件下發生反應：CO2(g)+3H2(g)CH3H(g)+H2O(g)，如圖表示該反應進行過程中能量（單位為kJmol﹣1）的變化．在體積為1L 的恒容密閉容器中，充入1mol CO2和3mol H2， 下列措施中能使c （CH3OH）增大的是_____________．

A.升高溫度

B.充入He(g)，使體系壓強增大

C.將H2O(g)從體系中分離出來

D.再充入1mol CO2和3mol H2．

Answer 1

【答案】不能 bd 放 0.17 0.13 mol/(Lmin) CD

【解析】

(1) ①C（s）+H2O（g）CO（g）+H2（g），正反應氣體物質的量增大，，根據判斷常溫下能否自發進行；②根據平衡定義和“變量不變”判斷平衡狀態；(2) ① CO（g）+H2O（g）CO2（g）+H2（g）反應前后氣體物質的量不變，所以若實驗②在650℃進行，實驗①②為等效平衡，實驗②達到平衡時，氫氣的物質的量應該是0.8mol；實驗②在900℃進行，達到平衡氫氣的物質的量是0.4mol，說明升高溫度反應逆向移動；利用“三段式”計算實驗②條件下平衡常數；②實驗①中從反應開始至平衡，CO2的物質的量的變化為1.6mol，用時6min，根據 計算速率；(3)根據影響平衡移動的因素分析；

(1) ①C（s）+H2O（g）CO（g）+H2（g），正反應氣體物質的量增大，，△H=+131.3kJmol﹣1 0，所以常溫下>0，故不能自發進行；②a．容器的容積可變，所以壓強是恒量，容器中的壓強不變不一定平衡，故不選a； b.1mol H﹣H鍵斷裂的同時斷裂2mol H﹣O，說明正逆反應速率相等，所以一定達到平衡狀態，故選b； c．CO、H2都是生成物，CO、H2的濃度始終相等，所以 c（CO）=c（H2）不一定平衡，故不選c； d．反應前后氣體物質的量是變量，所以容器體積是變量，容積不再改變一定達到平衡，故選d。(2) ① CO（g）+H2O（g）CO2（g）+H2（g）反應前后氣體物質的量不變，所以若實驗②在650℃進行，實驗①②為等效平衡，實驗②達到平衡時，氫氣的物質的量應該是0.8mol；實驗②在900℃進行，達到平衡氫氣的物質的量是0.4mol，說明升高溫度反應逆向移動，所以正反應為放熱反應；

CO（g）+H2O（g）CO2（g）+H2（g）

起始 1 0.5 0 0

轉化 0.2 0.2 0.2 0.2

平衡 0.8 0.3 0.2 0.2

K=0.17；②實驗①中從反應開始至平衡，CO2的物質的量的變化為1.6mol，用時6min， 0.13 mol/(Lmin)；(3) A.根據圖示，正反應放熱，升高溫度平衡逆向移動，c(CH3OH)減小，故不選A； B.恒容條件下充入He(g)，平衡不移動，c(CH3OH)不變，故不選B； C.將H2O(g)從體系中分離出來，平衡正向移動，c(CH3OH)增大，故選C； D.再充入1mol CO2 和3mol H2 ，平衡正向移動，c(CH3OH)增大，故選D。