Question

【题目】煤是一种重要的化工原料，人们将利用煤制取的水煤气、焦炭、甲醚等广泛用于工农业生产中。
（1）已知：①C(s)+H2O(g)═CO(g)+H2(g) △H=+131.3kJ·mol-1
②CO2(g)+H2(g)═CO(g)+H2O(g) △H=+41.3kJ·mol-1
则碳与水蒸气反应生成二氧化碳和氢气的热化学方程式为。该反应在(填“高温”、“低温”或“任何温度”)下有利于正向自发进行。
（2）有人利用炭还原法处理氮氧化物，发生反应C(s)+2NO(g) N2(g)+CO2(g)。向某密闭容器中加入一定量的活性炭和NO，在T1℃时，不同时间测得各物质的浓度如下表所示：

时间(min) 浓度(mol·L－1)	0	10	20	30	40	50
NO	1.00	0.68	0.50	0.50	0.60	0.60
N2	0	0.16	0.25	0.25	0.30	0.30
CO2	0	0.16	0.25	0.25	0.30	0.30

①10～20min内，N2的平均反应速率v(N2)=。
②30min后，只改变某一条件，反应重新达到平衡，根据上表中的数据判断改变的条件可能是填字母序号)。
A．通入一定量的NO B．加入一定量的活性炭
C．加入合适的催化剂 D．适当缩小容器的体积
（3）研究表明：反应CO(g)+H2O(g) H2(g)+CO2(g)平衡常数随温度的变化如下表所示：

温度/℃	400	500	800
平衡常数K	9.94	9	1

若反应在500℃时进行，设起始时CO和H2O的浓度均为0.020mol·L-1 ， 在该条件下达到平衡时，CO的转化率为。

Answer 1

【答案】
（1）C(s)+2H2O(g)=CO2(g)+2H2(g) △H=+90KJ·mol-1；高温
（2）0.009 mol·L-1；AD
（3）75%
【解析】（1）根据盖斯定律：①-②即得到C(s)＋2H2O(g)＝CO2(g)＋2H2(g) ΔH＝＋90.0 kJ·mol－1。该反应是吸热的体积增加的可逆反应，则根据ΔG＝ΔH－T·ΔS可知反应在高温下自发进行。
（2）①根据图表信息，10～20min内氮气的浓度变化为(0.25-0.16)mol/L=0.09mol/L，N2的平均反应速率v（N2）＝0.09mol/L÷10min=0.009mol/（L·min）或0.00015 mol/（L·S）；②30min后，只改变某一条件，反应重新达到平衡，各物质的浓度同等程度的增大，但平衡不移动，由于该反应是反应前后气体体积不变的反应，所以是改变压强所致，因此改变的条件可能是A、通入一定量的NO或D、适当缩小容器的体积；而B项中活性炭是固体，加入一定量的活性炭，各物质的浓度不会增大，C项中加入合适的催化剂只能加快化学反应速率，各物质的浓度不会增大，答案选AD。
（3）

	CO(g)+	H2O(g)	H2(g)+	CO2(g)
起始（mol/L）	0.020	0.020	0	0
转化（mol/L）	n	n	n	n
平衡（mol/L）	0.020-n	0.020-n	n	n

则（n×n）÷（0.020-n）×（0.020-n）=K=9 ，解得n=0.015，该条件下达到平衡时，CO的转化率为（0.015/0.020）×100%=75%。
【考点精析】根据题目的已知条件，利用化学平衡状态的判断的相关知识可以得到问题的答案，需要掌握状态判断：①v(B耗)=v(B生)②v(C耗):v(D生)=x : y③c(C)、C%、n(C)%等不变④若A、B、C、D为气体，且m+n≠x+y，压强恒定⑤体系颜色不变⑥单位时间内某物质内化学键的断裂量等于形成量⑦体系平均式量恒定（m+n ≠ x+y）等．