Question

【题目】水煤气（CO和H2）是合成甲醇的重要原料，它可用水蒸气通过炽热的炭层制得：C（s）+H2O（g）CO（g）+H2（g） ΔH=+131.3 kJ·mol-1

（1）该反应的平衡常数的表达式为_________________；升高温度，K值将________；容器中气体的平均相对分子质量将________。（填“增大”、“减小”或“不变”）。

（2）上述反应达到平衡后，将体系中的C（s）部分移走，平衡将________（填字母）。

A.向左移 B.向右移 C.不移动

（3）下列事实能说明该反应在一定条件下已达到平衡状态的有________（填字母）。

A.单位体积内每消耗1 mol CO的同时生成1 mol H2

B.混合气体总物质的量保持不变

C.生成H2O（g）的速率与消耗CO的速率相等

D.H2O（g）、CO、H2的浓度相等

（4）某温度下，将4.0 mol H2O（g）和足量的炭充入2 L的密闭容器中，发生如下反应，C（s）+H2O（g）CO（g）+H2（g），达到平衡时测得K=1，则此温度下H2O（g）的转化率为________。

Answer 1

【答案】K= 增大 减小 C AB 50%

【解析】

（1）根据化学平衡常数的概念以及温度对化学平衡、化学平衡常数的影响分析；

（2）固体的浓度为常数，平衡不移动；

（3）依据平衡标志是正逆反应速率相同，各组分含量保持不变，结合反应特征和平衡移动原理分析选项；

（4）依据化学平衡三段式列式计算，转化率=×100%计算得到。

（1）根据化学平衡常数为平衡时生成物浓度幂之积比反应物浓度幂之积，反应C（s）+H2O（g）CO（g）+H2（g）的平衡常数的表达式为K=；化学平衡常数的大小只与温度有关，升高温度，平衡向吸热的方向移动，反应C（s）+H2O（g）CO（g）+H2（g） ΔH=+131.3 kJ·mol-1为吸热反应，升高温度，平衡正向移动，化学平衡常数增大；如果反应物完全转化为生成物，则容器中气体的平均相对分子质量是（28＋2）/2＝15，由于升高温度平衡向正反应方向进行，所以容器中气体的平均相对分子质量将减小。

（2）上述反应达到平衡后，将体系中的C（s）部分移走，浓度不变，平衡不移动；

答案选C；

（3）A．单位体积内每消耗1mol CO的同时生成1molH2，说明一氧化碳或氢气正逆反应速率相同，反应达到平衡状态，选项A正确；

B．反应前后气体物质的量变化，混合气体总物质的量保持不变说明反应达到平衡状态，选项B正确；

C．生成H2O（g）的速率与消耗CO的速率相等只能说明反应逆向进行，不能说明反应达到平衡状态，选项C错误；

D．H2O（g）、CO、H2的浓度相等和起始量变化量有关，不能作为平衡标志，选项D错误；

答案选AB；

（4）设H2O转化了xmol/L，依据化学平衡三段式列式计算：

C（s）+H2O（g）CO（g）+H2（g）

初始浓度（mol/L） 2.0 0 0

转化浓度（mol/L） x x x

平衡浓度（mol/L） 2.0-x x x

达到平衡时测得K=1，即K===1，解得x=1mol/L，所以α（H2O）=×100%=50%。