Question

煤化工是以煤為原料，經(jīng)過化學(xué)加工使煤轉(zhuǎn)化為氣體、液體、固體燃料以及各種化工產(chǎn)品的工業(yè)過程。

（1）將水蒸氣通過紅熱的炭即可產(chǎn)生水煤氣。反應(yīng)為：C(s)＋H2O(g)  CO(g)＋H2(g)　

ΔH＝＋131.3 kJ·mol－1 一定溫度下，在一個(gè)容積可變的密閉容器中，發(fā)生上述反應(yīng)，下列能判斷該反應(yīng)達(dá)到化學(xué)平衡狀態(tài)的是              (填字母，下同)

a．容器中的壓強(qiáng)不變             b．1 mol H—H鍵斷裂的同時(shí)斷裂2 mol H—O鍵

c．v正(CO)＝v逆(H2O)             d．c(CO)＝c(H2)

   （2）將不同量的CO(g)和H2O(g)分別通入到體積為2 L的恒容密閉容器中，進(jìn)行反應(yīng)

    CO(g)＋H2O(g)  CO2(g)＋H2(g)，得到如下三組數(shù)據(jù)：

實(shí) 驗(yàn) 組	溫 度 /℃	起始量/mol	平衡量/mol	達(dá)到平衡所需時(shí)間/min
H2O	CO	H2	CO
1	650	2	4	1.6	2.4	5
2	900	1	2	0.4	1.6	3
3	900	a	b	c	d	t

①該反應(yīng)的逆反應(yīng)為________(填“吸”或“放”)熱反應(yīng)。

②若實(shí)驗(yàn)3要達(dá)到與實(shí)驗(yàn)2相同的平衡狀態(tài)(即各物質(zhì)的質(zhì)量分?jǐn)?shù)分別相等)，且t<3 min，則a、b應(yīng)滿足的關(guān)系是                                        (用含a、b的數(shù)學(xué)式表示)。

目前工業(yè)上有一種方法是用CO2來生產(chǎn)甲醇。一定條件下 

     發(fā)生反應(yīng)：CO2(g)+3H2(g)  CH3OH(g)+H2O(g)，如圖表示  該反應(yīng)進(jìn)行過程中能量(單位為kJ·mol－1)的變化。在體積為1 L的恒容密閉容器中，充入1 mol CO2和3 mol H2， 下列措施中能使 c(CH3OH)增大的是                   

     a．升高溫度                    

     b．充入N2(g)，使體系壓強(qiáng)增大

 c．將H2O(g)從體系中分離出來    

 d．再充入0.5 mol CO2和1.5 mol H2

Answer 1

【考點(diǎn)】本題考查化學(xué)平衡狀態(tài)的判斷，反應(yīng)放熱、吸熱的判讀，化學(xué)平衡狀態(tài)的有關(guān)計(jì)算，和外界條件對(duì)平衡移動(dòng)的影響等。

【解析】（1）C(s)＋H2O(g)  CO(g)＋H2(g)因?yàn)樵谝粋�(gè)容積可變的密閉容器中，壓強(qiáng)時(shí)刻不變，故不是化學(xué)平衡狀態(tài)，a不對(duì)；1 mol H—H鍵斷裂的同時(shí)斷裂2 mol H—O鍵，有正反應(yīng)有逆反應(yīng)，正逆反應(yīng)速率相等，b正確；v正(CO)＝v逆(H2O) 正逆反應(yīng)速率相等，c正確； c(CO)的濃度與c(H2)時(shí)刻相等，不能說明達(dá)到平衡狀態(tài)，d錯(cuò)誤。

（2）650°時(shí)CO的轉(zhuǎn)化率為40%，900°時(shí)CO的轉(zhuǎn)化率為20%，正反應(yīng)為放熱反應(yīng)，該反應(yīng)的逆反應(yīng)為吸熱反應(yīng)。實(shí)驗(yàn)3要達(dá)到與實(shí)驗(yàn)2相同的平衡狀態(tài)(即各物質(zhì)的質(zhì)量分?jǐn)?shù)分別相等)，且t<3 min，則要增大壓強(qiáng)，符合起始反應(yīng)的配比且比原物質(zhì)的量大即可。則a、b應(yīng)滿足的關(guān)系是b=2a，且a>1。

（3）在體積為1 L的恒容密閉容器中，充入1 mol CO2和3 mol H2正反應(yīng)為放熱反應(yīng)，升高溫度，反應(yīng)向逆反應(yīng)方向移動(dòng)，a錯(cuò)誤；充入N2(g)，使體系壓強(qiáng)增大，但各物質(zhì)的量濃度不發(fā)生改變，平衡不移動(dòng)，b錯(cuò)誤；將H2O(g)從體系中分離出來 ，平衡正向進(jìn)行，C正確；   

再充入0.5 mol CO2和1.5 mol H2，相當(dāng)于加壓，平衡正向進(jìn)行，D正確。

【答案】(1)B、C（2分）

(2)①吸熱（2分）；② b=2a，且a>1（3分）

(3)C、D （2分）