题目内容
【题目】水煤气(CO 和H2)是重要燃料和化工原料,可用水蒸气通过炽热的炭层制得:C(s) + H2O(g)CO(g) +H2(g) △H=+131.3 kJ·mol-1
(1)该反应的平衡常数K随温度的升高而___________(选填“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____________(选填“向左移”“向右移”或“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___________(填序号)。
A.单位体积内每消耗1 mol CO的同时生成1molH2
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________________。
(5)己知:① C(s)+H2O(l) CO(g)+H2(g) △H1
② 2CO(g)+O2(g)=2CO2 (g) △H2
③ H2O (l)=H2 (g)+1/2 O2 (g) △H3
则C(s)+O2 (g)=CO2 (g)的△H=_____________________。
【答案】(1)增大(2)向左移(3)A B(4)50%(5)2ΔH1+ΔH2-2ΔH3
【解析】
试题(1)该反应为吸热反应,温度升高,平衡正向移动,则平衡常数K随温度的升高而增大;
(2)将体系中的C(s)全部移走,则体系中只有逆反应,所以平衡向左移;
(3)A.单位体积内每消耗1molCO的同时生成1molH2,则v正=v逆,达到化学平衡状态,A正确;B.该反应为前后气体体积改变的反应,所以当混合气体总物质的量保持不变时,达到化学平衡状态,B正确;C.生成H2O(g)的速率与消耗CO的速率相等,都是指逆反应速率,不能说明达到平衡状态,C错误;D.H2O(g)、CO、H2的浓度相等,不能说明达到平衡状态,D错误;答案选AB;
(4)C (s) + H2O(g) CO (g) +H2(g)
初始浓度(mol/L) 2 0 0
变化浓度(mol/L) a a a
平衡浓度(mol/L) 2-a a a
K=a2/(2-a)=1,则a=1;则此温度下H2O(g)的转化率为50%;
(5)① C (s) + H2O(l) CO (g) +H2(g) △H1
② 2CO(g) + O2(g) = 2CO2(g) △H2
③ H2O (l)= H2(g) +1/2 O2(g) △H3
根据盖斯定律,2×①+②-2×③得2C (s) + 2O2 (g) = 2CO2(g),则△H =2ΔH1+ΔH2-2ΔH3