Question

【題目】以煤為原料，經(jīng)過(guò)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)叫煤化工．

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

①該反應(yīng)在常溫下_______自發(fā)進(jìn)行(填“能”與“不能”)；

②一定溫度和壓強(qiáng)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.1mol H﹣H鍵斷裂的同時(shí)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(jìn)行反應(yīng)CO（g）+H2O（g）CO2（g）+H2（g），得到如表三組數(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
		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(yīng)為_________（填“吸”或“放”）熱反應(yīng)；實(shí)驗(yàn)②條件下平衡常數(shù)K=___________。

②實(shí)驗(yàn)①中從反應(yīng)開(kāi)始至平衡以CO2表示的平均反應(yīng)速率為V(CO2)=____________（取小數(shù)點(diǎn)后兩位）

(3)目前工業(yè)上有一種方法是用CO2來(lái)生產(chǎn)甲醇．一定條件下發(fā)生反應(yīng)：CO2(g)+3H2(g)CH3H(g)+H2O(g)，如圖表示該反應(yīng)進(jìn)行過(guò)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(qiáng)增大

C.將H2O(g)從體系中分離出來(lái)

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(yīng)氣體物質(zhì)的量增大，，根據(jù)判斷常溫下能否自發(fā)進(jìn)行；②根據(jù)平衡定義和“變量不變”判斷平衡狀態(tài)；(2) ① CO（g）+H2O（g）CO2（g）+H2（g）反應(yīng)前后氣體物質(zhì)的量不變，所以若實(shí)驗(yàn)②在650℃進(jìn)行，實(shí)驗(yàn)①②為等效平衡，實(shí)驗(yàn)②達(dá)到平衡時(shí)，氫氣的物質(zhì)的量應(yīng)該是0.8mol；實(shí)驗(yàn)②在900℃進(jìn)行，達(dá)到平衡氫氣的物質(zhì)的量是0.4mol，說(shuō)明升高溫度反應(yīng)逆向移動(dòng)；利用“三段式”計(jì)算實(shí)驗(yàn)②條件下平衡常數(shù)；②實(shí)驗(yàn)①中從反應(yīng)開(kāi)始至平衡，CO2的物質(zhì)的量的變化為1.6mol，用時(shí)6min，根據(jù) 計(jì)算速率；(3)根據(jù)影響平衡移動(dòng)的因素分析；

(1) ①C（s）+H2O（g）CO（g）+H2（g），正反應(yīng)氣體物質(zhì)的量增大，，△H=+131.3kJmol﹣1 0，所以常溫下>0，故不能自發(fā)進(jìn)行；②a．容器的容積可變，所以壓強(qiáng)是恒量，容器中的壓強(qiáng)不變不一定平衡，故不選a； b.1mol H﹣H鍵斷裂的同時(shí)斷裂2mol H﹣O，說(shuō)明正逆反應(yīng)速率相等，所以一定達(dá)到平衡狀態(tài)，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(yīng)前后氣體物質(zhì)的量是變量，所以容器體積是變量，容積不再改變一定達(dá)到平衡，故選d。(2) ① CO（g）+H2O（g）CO2（g）+H2（g）反應(yīng)前后氣體物質(zhì)的量不變，所以若實(shí)驗(yàn)②在650℃進(jìn)行，實(shí)驗(yàn)①②為等效平衡，實(shí)驗(yàn)②達(dá)到平衡時(shí)，氫氣的物質(zhì)的量應(yīng)該是0.8mol；實(shí)驗(yàn)②在900℃進(jìn)行，達(dá)到平衡氫氣的物質(zhì)的量是0.4mol，說(shuō)明升高溫度反應(yīng)逆向移動(dòng)，所以正反應(yīng)為放熱反應(yīng)；

CO（g）+H2O（g）CO2（g）+H2（g）

起始 1 0.5 0 0

轉(zhuǎn)化 0.2 0.2 0.2 0.2

平衡 0.8 0.3 0.2 0.2

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