题目内容
煤的气化是高效、清洁地利用煤炭的重要途径之一．
（1）在250C 101kPa时，H2与02化合生成1mol H2O（g）放出241.8kJ的热量，其热化学 方程式为
又知：①C（s）+O2（g）═CO2（g）△H=-393.5kJ/mol
②CO（g）+
O2（g）═CO2（g）△H=-283.0kJ/mol
焦炭与水蒸气反应是将固体煤变为气体燃料的方法，C（s）+H2O（g）?CO（g）+Hi（g）△H= kj/mol．
（2）CO可以与H2CXg）进一步发生反应：CO（g）+H2O（g）?CO2（g）+H2（g）△H＜0在恒容密闭容器中，起始时n（H20）=0.20mol，n（CO）=0.10mol，在8000C时达到平衡状态，K=1.0，则平衡时，容器中CO的转化率是（计算结果保留一位小数）．
（3）工业上从煤气化后的混合物中分离出H2，进行氨的合成，已知反应N2（g）+3H2（g）
2NH3（（g） （△H＜0）在等容条件下进行．改变其他反应条件，在I、II、III阶段体 系中各物质浓度随时间变化的曲线如图所示：
①N2的平均反应速率v1（N2）、vII（N2）、vIII（N2）从大到小排列次序为 ；
②由第一次平衡到第二次平衡，平衡移动的方向是 ，采取的措施是
③比较第II阶段反应温度（T2）和第III阶段反应速度（T3）的高低：T2 T3填“＞、=、＜”判断的理由是 ．
（1）在250C 101kPa时，H2与02化合生成1mol H2O（g）放出241.8kJ的热量，其热化学 方程式为
又知：①C（s）+O2（g）═CO2（g）△H=-393.5kJ/mol
②CO（g）+
| 1 |
| 2 |
焦炭与水蒸气反应是将固体煤变为气体燃料的方法，C（s）+H2O（g）?CO（g）+Hi（g）△H=
（2）CO可以与H2CXg）进一步发生反应：CO（g）+H2O（g）?CO2（g）+H2（g）△H＜0在恒容密闭容器中，起始时n（H20）=0.20mol，n（CO）=0.10mol，在8000C时达到平衡状态，K=1.0，则平衡时，容器中CO的转化率是（计算结果保留一位小数）．
（3）工业上从煤气化后的混合物中分离出H2，进行氨的合成，已知反应N2（g）+3H2（g）
| 催化剂 |
①N2的平均反应速率v1（N2）、vII（N2）、vIII（N2）从大到小排列次序为
②由第一次平衡到第二次平衡，平衡移动的方向是
③比较第II阶段反应温度（T2）和第III阶段反应速度（T3）的高低：T2
分析：（1）依据热化学方程式书写方法写出，标注物质聚集状态和对应焓变；依据热化学方程式和盖斯定律计算得到所需热化学方程式；
（2）依据化学平衡三段式列式，结合消耗量除以起始量计算转化率；
（3）根据化学反应速率为单位时间浓度的变化值，可计算三个阶段用氮气表示的化学反应速率，据此判断；第二阶段氨气是从0开始的，瞬间氮气、氢气浓度不变，因此可以确定第一次平衡后从体系中移出了氨气，即减少生成物浓度，平衡正向移动；此反应为放热反应，降低温度，平衡向正反应方向移动，平衡的移动只能减弱改变，不能抵消改变；
（2）依据化学平衡三段式列式，结合消耗量除以起始量计算转化率；
（3）根据化学反应速率为单位时间浓度的变化值，可计算三个阶段用氮气表示的化学反应速率，据此判断；第二阶段氨气是从0开始的，瞬间氮气、氢气浓度不变，因此可以确定第一次平衡后从体系中移出了氨气，即减少生成物浓度，平衡正向移动；此反应为放热反应，降低温度，平衡向正反应方向移动，平衡的移动只能减弱改变，不能抵消改变；
解答：解：（1）在250C 101kPa时，H2与02化合生成1mol H2O（g）放出241.8kJ的热量，其热化学方程式为H2（g）+
O2（g）=H2O（g）△H=-241.8KJ/mol；
①C（s）+O2（g）═CO2（g）△H=-393.5kJ/mol
②CO（g）+
O2（g）═CO2（g）△H=-283.0kJ/mol
③H2（g）+
O2（g）=H2O（g）△H=-241.8KJ/mol
依据盖斯定律①-②-③，得到焦炭与水蒸气反应的热化学方程式，C（s）+H2O（g）?CO（g）+H2（g）△H=+131.3KJ/mol；
故答案为：H2（g）+
O2（g）=H2O（g）△H=-241.8KJ/mol，+131.3；
（2）CO可以与H2O（g）进一步发生反应：CO（g）+H2O（g）?CO2（g）+H2（g）△H＜0在恒容密闭容器中，起始时n（H20）=0.20mol，n（CO）=0.10mol，在8000C时达到平衡状态，K=1.0，则平衡时，设一氧化碳转化物质的量为x，依据化学平衡三段式列式；
CO（g）+H2O（g）?CO2（g）+H2（g）
起始量（mol） 0.10 0.20 0 0
变化量（mol） x x x x
平衡量（mol）0.10-x 0.20-x x x
K=
=1
计算得到x=
mol，
容器中CO的转化率=
×100%=66.7%；
故答案为：66.7%；
（3）①．vⅠ（N2）=
=0.05mol/（L?min），vⅡ（N2）=
=0.0253mol/（L?min），
vⅢ（N2）=
=0.012mol/（L?min），
故N2的平均反应速率vⅠ（N2）＞vⅡ（N2）＞vⅢ（N2）；
故答案为：vⅠ（N2）＞vⅡ（N2）＞vⅢ（N2）；
②．由第一次平衡到第二次平衡，氨气是从0开始的，瞬间氮气、氢气浓度不变，因此可以确定第一次平衡后从体系中移出了氨气，即减少生成物浓度，平衡正向移动；
故答案为：正反应方向，从反应体系中移出产物氨气；
③．第三阶段的开始与第二阶段的平衡各物质的量均相等，根据氮气、氢气的量减少，氨气的量增加可判断平衡是正向移动的，根据平衡开始时浓度确定此平衡移动不可能是由浓度的变化引起的，另外题目所给条件容器的体积不变，则改变压强也不可能，因此一定为温度的影响，此反应正向为放热反应，可以推测为降低温度，因此达到平衡后温度一定比第二阶段平衡时的温度低；
故答案为：＞，此反应为放热反应，降低温度平衡向正反应方向移动．
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| 2 |
①C（s）+O2（g）═CO2（g）△H=-393.5kJ/mol
②CO（g）+
| 1 |
| 2 |
③H2（g）+
| 1 |
| 2 |
依据盖斯定律①-②-③，得到焦炭与水蒸气反应的热化学方程式，C（s）+H2O（g）?CO（g）+H2（g）△H=+131.3KJ/mol；
故答案为：H2（g）+
| 1 |
| 2 |
（2）CO可以与H2O（g）进一步发生反应：CO（g）+H2O（g）?CO2（g）+H2（g）△H＜0在恒容密闭容器中，起始时n（H20）=0.20mol，n（CO）=0.10mol，在8000C时达到平衡状态，K=1.0，则平衡时，设一氧化碳转化物质的量为x，依据化学平衡三段式列式；
CO（g）+H2O（g）?CO2（g）+H2（g）
起始量（mol） 0.10 0.20 0 0
变化量（mol） x x x x
平衡量（mol）0.10-x 0.20-x x x
K=
| x2 |
| (0.10-x)(0.20-x) |
计算得到x=
| 1 |
| 15 |
容器中CO的转化率=
| ||
| 0.10 |
故答案为：66.7%；
（3）①．vⅠ（N2）=
| 1mol/L |
| 20min |
| 1mol/L-0.62mol/L |
| 15min |
vⅢ（N2）=
| 0.62mol/L-0.5mol/L |
| 10min |
故N2的平均反应速率vⅠ（N2）＞vⅡ（N2）＞vⅢ（N2）；
故答案为：vⅠ（N2）＞vⅡ（N2）＞vⅢ（N2）；
②．由第一次平衡到第二次平衡，氨气是从0开始的，瞬间氮气、氢气浓度不变，因此可以确定第一次平衡后从体系中移出了氨气，即减少生成物浓度，平衡正向移动；
故答案为：正反应方向，从反应体系中移出产物氨气；
③．第三阶段的开始与第二阶段的平衡各物质的量均相等，根据氮气、氢气的量减少，氨气的量增加可判断平衡是正向移动的，根据平衡开始时浓度确定此平衡移动不可能是由浓度的变化引起的，另外题目所给条件容器的体积不变，则改变压强也不可能，因此一定为温度的影响，此反应正向为放热反应，可以推测为降低温度，因此达到平衡后温度一定比第二阶段平衡时的温度低；
故答案为：＞，此反应为放热反应，降低温度平衡向正反应方向移动．
点评：本题考查化学反应速率与化学平衡图象、化学平衡有关计算、化学反应速率、化学平衡影响因素等，难度中等，学生容易只考虑改变瞬间各物质的浓度，不注意平衡时各物质浓度的变化量．
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