题目内容
煤化工中常需研究不同温度下平衡常数、投料比及热值等问题．已知下列两个反应的热效应及平衡常数：
反应①：C（s）+H2O（g）=CO（g）+H2（g）△H1=akJ?mol-1，平衡常数为K1；
反应②：C（s）+CO2（g）=2CO（g）△H2=bkJ?mo1-1，平衡常数为K2；
又知反应CO（g）+H2O（g）=CO2（g）+H2（g）的平衡常数Kc随温度的变化如下表：
回答下列问题：
（1）上述反应中，a b（填＞、＜或=），化学平衡常数Kc与K1、K2的关系为 ．
（2）温度为800℃时，在一体积为10L的密闭容器中，通入一定量的CO和H2O （g），发生如下反应：CO（g）+H2O（g）=CO2（g）+H2（g），容器内各物质的浓度变化如下表．
800℃时物质的量浓度（mol?L-1）的变化
①表中0～2min的平均反应速率v（CO）= ．
②表中第3min反应处于 状态（填“平衡”或“非平衡”）；
③表中3min～4min之间，平衡向 移动（单选），可能的原因是 （单选）；
表中4min～5min之间数值发生变化，可能的原因是 （单选）．
a．正反应方向 b．逆反应方向 c．增加水蒸气
d．降低温度 e．使用催化剂 f．增加氢气浓度
（3）如图1、图2表示反应CO（g）+H2O（g）=CO2（g）+H2（g）在t1时刻达到平衡，在t2时刻因改变某个条件而发生变化的情况：
①图1中时刻t2发生改变的条件是 ，
②图2中时刻t2发生改变的条件是 ．
反应①：C（s）+H2O（g）=CO（g）+H2（g）△H1=akJ?mol-1，平衡常数为K1；
反应②：C（s）+CO2（g）=2CO（g）△H2=bkJ?mo1-1，平衡常数为K2；
又知反应CO（g）+H2O（g）=CO2（g）+H2（g）的平衡常数Kc随温度的变化如下表：
| 温度/ | 400 | 500 | 800 |
| 平衡常数Kc | 9.94 | 9 | 1 |
（1）上述反应中，a
（2）温度为800℃时，在一体积为10L的密闭容器中，通入一定量的CO和H2O （g），发生如下反应：CO（g）+H2O（g）=CO2（g）+H2（g），容器内各物质的浓度变化如下表．
800℃时物质的量浓度（mol?L-1）的变化
| 时间（min） | CO（g） | H2O（g） | CO2（g） | H2（g） |
| 0 | 0.200 | 0.300 | 0 | 0 |
| 2 | 0.120 | 0.220 | 0.080 | 0.080 |
| 3 | 0.080 | 0.180 | 0.120 | 0.120 |
| 4 | 0.100 | 0.200 | 0.100 | C1 |
| 5 | 0.067 | 0.267 | 0.133 | C2 |
②表中第3min反应处于
③表中3min～4min之间，平衡向
表中4min～5min之间数值发生变化，可能的原因是
a．正反应方向 b．逆反应方向 c．增加水蒸气
d．降低温度 e．使用催化剂 f．增加氢气浓度
（3）如图1、图2表示反应CO（g）+H2O（g）=CO2（g）+H2（g）在t1时刻达到平衡，在t2时刻因改变某个条件而发生变化的情况：
①图1中时刻t2发生改变的条件是
②图2中时刻t2发生改变的条件是
分析：（1）由表中数据可知，反应CO（g）+H2O（g）=CO2（g）+H2（g）的平衡常数Kc随温度升高而降低，故该反应为放热反应，根据盖斯定律可知，该反应由反应①-反应②得到，据此解答；
（2）①根据v=
计算v（CO）；
②计算3min时的浓度商Qc，与平衡常数相比判断是否处于平衡状态；
③由表中数据可知，3min～4min之间，CO2的浓度减小0.02mol/L，CO、H2O的浓度均增大0.02mol/L，三者浓度变化量之比等于其化学计量数之比，平衡向逆反应移动，正反应为放热反应，故可能是增大氢气的浓度或升高温度；
由表中5min～6min之间数值可知，H2O的浓度增大0.067mol/L，CO浓度减小0.033、CO2的浓度增大0.033mol/L，平衡向正反应方向移动，且CO、CO2的浓度变化之比等于其化学计量数之比，应是增大水蒸气浓度；
（3）①图1中t2时刻，同等程度增大正、逆反应速率，平衡不移动，该反应是氢气体积不变的反应，故可能是增大压强或使用催化剂；
②图2中t2时刻后到达新平衡CO的浓度增大、CO2的浓度降低，平衡向逆反应方向移动，应是升高温度或增加氢气浓度或减小H2O（g）浓度．
（2）①根据v=
| △c |
| △t |
②计算3min时的浓度商Qc，与平衡常数相比判断是否处于平衡状态；
③由表中数据可知，3min～4min之间，CO2的浓度减小0.02mol/L，CO、H2O的浓度均增大0.02mol/L，三者浓度变化量之比等于其化学计量数之比，平衡向逆反应移动，正反应为放热反应，故可能是增大氢气的浓度或升高温度；
由表中5min～6min之间数值可知，H2O的浓度增大0.067mol/L，CO浓度减小0.033、CO2的浓度增大0.033mol/L，平衡向正反应方向移动，且CO、CO2的浓度变化之比等于其化学计量数之比，应是增大水蒸气浓度；
（3）①图1中t2时刻，同等程度增大正、逆反应速率，平衡不移动，该反应是氢气体积不变的反应，故可能是增大压强或使用催化剂；
②图2中t2时刻后到达新平衡CO的浓度增大、CO2的浓度降低，平衡向逆反应方向移动，应是升高温度或增加氢气浓度或减小H2O（g）浓度．
解答：解：（1）由表中数据可知，反应CO（g）+H2O（g）=CO2（g）+H2（g）的平衡常数Kc随温度升高而降低，故该反应为放热反应，根据盖斯定律可知，该反应由反应①-反应②得到，故a-b＜0，即a＜b，
反应①：C（s）+H2O（g）=CO（g）+H2（g），平衡常数为K1=
，
反应②：C（s）+CO2（g）=2CO（g），平衡常数为K2=
，
反应CO（g）+H2O（g）=CO2（g）+H2（g）的平衡常数Kc=
，
由平衡常数表达式可知，
=
×
，故平衡常数Kc=
，
故答案为：＜；Kc=
；
（2）①由表中数据可知，0～2min内CO浓度变化量为0.2mol/L-0.12mol/L=0.08mol/L，故v（CO）=
=0.04mol/（L．min），
故答案为：0.04mol/（L．min）；
②3min时的浓度商Qc=
=1，等于800℃时的平衡常数1，故处于平衡状态，
故答案为：平衡；
③由表中数据可知，3min～4min之间，CO2的浓度减小0.02mol/L，CO、H2O的浓度均增大0.02mol/L，三者浓度变化量之比等于其化学计量数之比，平衡向逆反应移动，正反应为放热反应，故可能是增大氢气的浓度或升高温度；
由表中5min～6min之间数值可知，H2O的浓度增大0.067mol/L，CO浓度减小0.033、CO2的浓度增大0.033mol/L，平衡向正反应方向移动，且CO、CO2的浓度变化之比等于其化学计量数之比，应是增大水蒸气浓度，
故答案为：b；f；c；
（3）①图1中t2时刻，同等程度增大正、逆反应速率，平衡不移动，该反应是氢气体积不变的反应，故可能是增大压强或使用催化剂，
故答案为：能是增大压强或使用催化剂；
②图2中t2时刻后到达新平衡CO的浓度增大、CO2的浓度降低，平衡向逆反应方向移动，应是升高温度或增加氢气浓度或减小H2O（g）浓度，
故答案为：升高温度或增加氢气浓度或减小H2O（g）浓度．
反应①：C（s）+H2O（g）=CO（g）+H2（g），平衡常数为K1=
| c(CO)?c(H2) |
| c(H2O) |
反应②：C（s）+CO2（g）=2CO（g），平衡常数为K2=
| c2(CO) |
| c(CO2) |
反应CO（g）+H2O（g）=CO2（g）+H2（g）的平衡常数Kc=
| c(CO2)?c(H2) |
| c(CO)?c(H2O) |
由平衡常数表达式可知，
| c(CO)?c(H2) |
| c(H2O) |
| c2(CO) |
| c(CO2) |
| c(CO2)?c(H2) |
| c(CO)?c(H2O) |
| K1 |
| K2 |
故答案为：＜；Kc=
| K1 |
| K2 |
（2）①由表中数据可知，0～2min内CO浓度变化量为0.2mol/L-0.12mol/L=0.08mol/L，故v（CO）=
| 0.08mol/L |
| 2min |
故答案为：0.04mol/（L．min）；
②3min时的浓度商Qc=
| 0.12×0.12 |
| 0.08×0.18 |
故答案为：平衡；
③由表中数据可知，3min～4min之间，CO2的浓度减小0.02mol/L，CO、H2O的浓度均增大0.02mol/L，三者浓度变化量之比等于其化学计量数之比，平衡向逆反应移动，正反应为放热反应，故可能是增大氢气的浓度或升高温度；
由表中5min～6min之间数值可知，H2O的浓度增大0.067mol/L，CO浓度减小0.033、CO2的浓度增大0.033mol/L，平衡向正反应方向移动，且CO、CO2的浓度变化之比等于其化学计量数之比，应是增大水蒸气浓度，
故答案为：b；f；c；
（3）①图1中t2时刻，同等程度增大正、逆反应速率，平衡不移动，该反应是氢气体积不变的反应，故可能是增大压强或使用催化剂，
故答案为：能是增大压强或使用催化剂；
②图2中t2时刻后到达新平衡CO的浓度增大、CO2的浓度降低，平衡向逆反应方向移动，应是升高温度或增加氢气浓度或减小H2O（g）浓度，
故答案为：升高温度或增加氢气浓度或减小H2O（g）浓度．
点评：本题考查反应热计算、化学平衡常数、反应速率计算、化学平衡图象及影响因素等，以数据与图象形式考查化学平衡影响因素，侧重对学生分析思维能力考查，难度中等．
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H2（g）+CO2（g）的平衡常数随温度的变化如表：
2CO（g）平衡常数K；
CO（g）+H2（g） 平衡常数K1；
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Ⅰ工业上常利用醋酸和乙醇合成有机溶剂乙酸乙酯：CH3COOH（l）+C2H5OH（l）| 浓H2SO4 |
| △ |
已知CH3COOH、C2H5OH和CH3COOC2H5的沸点依次为118℃、78℃和77℃．在其他条件相同时，某研究小组进行了多次实验，实验结果如图所示．（1）该研究小组的实验目的是
（2）60℃下反应40min与70℃下反应20min相比，前者的平均反应速率
（3）如图所示，反应时间为40min、温度超过80℃时，乙酸乙酯产率下降的原因可能是
Ⅱ．煤化工中常需研究不同温度下平衡常数、投料比及热值等问题．
已知：CO（g）+H2O（g）??H2（g）+CO2（g）平衡常数随温度的变化如下表：
| 温度/℃ | 400 | 500 | 800 |
| 平衡常数K | 9.94 | 9 | 1 |
（1）在800℃发生上述反应，以表中的物质的量投入恒容反应器，其中向正反应方向移动的有
| n（CO） | n（H2O） | n（H2） | n（CO2） | |
| A | 1 | 5 | 2 | 3 |
| B | 2 | 2 | 1 | 1 |
| C | 3 | 3 | 0 | 0 |
| D | 0.5 | 2 | 1 | 1 |
| E | 3 | 1 | 2 | 1 |
C（s）+H2O（g）??CO（g）+H2（g） 平衡常数为K1；
CO（g）+H2O（g）??H2（g）+CO2（g） 平衡常数为K2；
则K、K1、K2之间的关系是
（3）在V L密闭容器中通入10mol CO和10mol水蒸气，在T℃达到平衡，然后急速通过碱石灰，将所得混合气体燃烧，测得放出的热量为2 842kJ（已知CO燃烧热为283kJ?mol-1，H2燃烧热为286kJ?mol-1），则T℃平衡常数K=