题目内容
（2009?徐州二模）煤化工是以煤为原料，经过化学加工使煤转化为气体、液体、固体燃料以及各种化工产品的工业过程．（1）将水蒸气通过红热的碳即可产生水煤气．反应为：
C（s）+H2O（g）?CO（g）+H2（g）△H=+131.3kJ?mol-1，△S=+133.7J?（K?mol）-1
①该反应能否自发进行与
温度
温度
有关；②一定温度下，在一个容积可变的密闭容器中，发生上述反应，下列能判断该反应达到化学平衡状态的是
b、c
b、c
（填字母，下同）．a．容器中的压强不变 b．1mol H-H键断裂的同时断裂2molH-O键
c．v正（CO）=v逆（H2O） d．c（CO）=c（H2）
（2）将不同量的CO（g）和H2O（g）分别通入到体积为2L的恒容密闭容器中，进行反应CO（g）+H2O（g）?CO2（g）+H2（g），得到如下三组数据：
| 实验组 | 温度/℃ | 起始量/mol | 平衡量/mol | 达到平衡所需时间/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 |
0.16mol?（L?min）-1
0.16mol?（L?min）-1
．②该反应的逆反应为
吸
吸
（填“吸”或“放”）热反应③若实验3要达到与实验2相同的平衡状态（即各物质的质量分数分别相等），且t＜3min，则a、b应满足的关系是
b=2a，a＞1
b=2a，a＞1
（用含a、b的数学式表示）．（3）目前工业上有一种方法是用CO2来生产甲醇．一定条件下发生反应：
CO2（g）+3H2（g）?CH3OH（g）+H2O（g），图表示该反应进行过程中能量（单位为kJ?mol-1）的变化．在体积为1L的恒容密闭容器中，充入1mol CO2和3mol H2，下列措施中能使c （CH3OH）增大的是
c、d
c、d
．a．升高温度 b．充入He（g），使体系压强增大
c．将H2O（g）从体系中分离出来 d．再充入1mol CO2和3mol H2．
分析：（1）①根据△G=△H-T?△S分析；
②化学反应达到平衡状态时，正逆反应速率相等，各物质的浓度不变，以此判断；
（2）①根据v=
计算反应速率；
②根据温度变化，平衡时的生成物的物质的量的多少判断平衡移动的方向；
③从等效平衡的角度分析；
（3）使c （CH3OH）增大，应使平衡向正反应分析移动．
②化学反应达到平衡状态时，正逆反应速率相等，各物质的浓度不变，以此判断；
（2）①根据v=
| △c |
| △t |
②根据温度变化，平衡时的生成物的物质的量的多少判断平衡移动的方向；
③从等效平衡的角度分析；
（3）使c （CH3OH）增大，应使平衡向正反应分析移动．
解答：解：（1）①已知△H=+131.3kJ?mol-1，△S=+133.7J?（K?mol）-1，反应能自发进行，应使△G=△H-T?△S＜0，
即131.3×1000-133.7T＜0，
T＞
=980.5K，
应在较高的温度下才能进行，所以该反应能否自发进行与温度有关，
故答案为：温度；
②a．反应前后气体的体积不变，无论是否达到平衡状态，容器中的压强都不变，故a错误；
b．1molH-H键断裂的同时断裂2molH-O键，说明正逆反应速率相等，达到平衡状态，故b正确；
c．v正（CO）=v逆（H2O），说明正逆反应速率相等，反应达到平衡状态，故c正确；
d．c（CO）=c（H2）不能确定反应是否达到平衡状态，平衡时各物质的浓度取决于反应物的配料比和转化的程度，故d错误，
故答案为：b、c；
（2）①v（CO2）=v（CO）=
=0.16mol?（L?min）-1，
故答案为：0.16mol?（L?min）-1；
②根据CO（g）+H2O（g）
CO2（g）+H2（g）可知压强对平衡移动无影响，如果在650℃，H2O、CO的物质的量改为1mol、2mol，达到平衡时CO的物质的量应为1.2mol，而900℃时CO的物质的量应为1.6mol，说明升高温度平衡向逆反应方向移动，则正反应为放热反应，逆反应为吸热反应，
故答案为：吸；
③压强对平衡移动无影响，若实验3要达到与实验2相同的平衡状态（即各物质的质量分数分别相等），应满足所加物质与原来的配比数相等，则b=2a，t＜3min，说明反应速率较大，在相同温度下，浓度越大反应速率越大，则应有a＞1或加入合适的催化剂，
故答案为：b=2a，a＞1；
（3）a．升高温度平衡向逆反应方向移动，CH3OH减小，故a错误；
b．充入He（g），使体系压强增大，但平衡没有移动，故b错误；
c．将H2O（g）从体系中分离出来，平衡向正反应方向移动，CH3OH浓度增大，故c正确；
d．再充入1mol CO2和3mol H2，平衡向正反应方向移动，CH3OH浓度增大，故d正确．
故答案为：c、d．
即131.3×1000-133.7T＜0，
T＞
| 131.3×1000 |
| 13.7 |
应在较高的温度下才能进行，所以该反应能否自发进行与温度有关，
故答案为：温度；
②a．反应前后气体的体积不变，无论是否达到平衡状态，容器中的压强都不变，故a错误；
b．1molH-H键断裂的同时断裂2molH-O键，说明正逆反应速率相等，达到平衡状态，故b正确；
c．v正（CO）=v逆（H2O），说明正逆反应速率相等，反应达到平衡状态，故c正确；
d．c（CO）=c（H2）不能确定反应是否达到平衡状态，平衡时各物质的浓度取决于反应物的配料比和转化的程度，故d错误，
故答案为：b、c；
（2）①v（CO2）=v（CO）=
| ||
| 5min |
故答案为：0.16mol?（L?min）-1；
②根据CO（g）+H2O（g）
CO2（g）+H2（g）可知压强对平衡移动无影响，如果在650℃，H2O、CO的物质的量改为1mol、2mol，达到平衡时CO的物质的量应为1.2mol，而900℃时CO的物质的量应为1.6mol，说明升高温度平衡向逆反应方向移动，则正反应为放热反应，逆反应为吸热反应，故答案为：吸；
③压强对平衡移动无影响，若实验3要达到与实验2相同的平衡状态（即各物质的质量分数分别相等），应满足所加物质与原来的配比数相等，则b=2a，t＜3min，说明反应速率较大，在相同温度下，浓度越大反应速率越大，则应有a＞1或加入合适的催化剂，
故答案为：b=2a，a＞1；
（3）a．升高温度平衡向逆反应方向移动，CH3OH减小，故a错误；
b．充入He（g），使体系压强增大，但平衡没有移动，故b错误；
c．将H2O（g）从体系中分离出来，平衡向正反应方向移动，CH3OH浓度增大，故c正确；
d．再充入1mol CO2和3mol H2，平衡向正反应方向移动，CH3OH浓度增大，故d正确．
故答案为：c、d．
点评：本题考查化学平衡计算以及化学平衡移动等问题，题目难度中等，本题注意（2）为易错点，注意把握等效平衡的理解．
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