题目内容

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
产品
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
①写出该反应平衡常数表达式K=
[CO]?[H2]
[H2O]
[CO]?[H2]
[H2O]
．
②在一个绝热、且容积不变的密闭容器中，发生上述反应，下列能说明该反应已经达到平衡状态的有
bcd
bcd
．
a．c（CO）=c（H2）                   c．容器内反应温度不再改变
b．容器内压强保持不变            d．容器内的密度保持不变
③在体积为1L的恒容密闭容器中，充入1mol CO和1mol H2，反应达到平衡后，下列措施能使正反应速率加快，且c（CO）增大的是
a
a
．
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．将H2（g）从体系中分离出来
（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，发生反应：
CO（g）+H2O（g）?CO2（g）+H2（g）△H=QkJ?mol-1，并得到如下两组数据：
          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
①实验1中以v（CO2） 表示从反应开始至平衡的平均反应速率为
0.16
0.16
mol?（L?min）-1．
②结合实验1和2的相关数据分析，Q
＞
＞
0（填“＞”、“＜”或“=”）．
分析：（1）①根据化学平衡常数表达式完成；
②根据达到平衡状态，各组分浓度不再变化，正逆反应速率相等进行判断；
③正反应速率加快，可以升高温度、增大压强、使用催化剂、增大浓度等措施；且c（CO）增大，平衡向着正向移动，根据以上分析进行判断；
（2）①由表中数据可知，CO的物质的量变化量为4mol-2.4mol=1.6mol，根据v=
△n
V
△t
计算v（CO），再利用速率之比等于化学计量数之比计算v（CO2）；
②第二组温度比第一组高，反应物物质的量比第一组减半，但是平衡时CO2的物质的量比第一组的一半少，表明该反应为放热反应．
解答：解：（1）①C（s）+H2O（g）?CO（g）+H2（g）反应中，C是固体，表达式中不表示，该反应的平衡常数表达式为：
[CO]?[H2]
[H2O]
，
故答案为：
[CO]?[H2]
[H2O]
；
②a．c（CO）=c（H2），没有告诉是正反应还是逆反应速率，无法判断是否达到平衡状态，故a错误；
c．容器内反应温度不再改变，该反应是吸热反应，温度不变，正逆反应速率相等，达到了平衡状态，故b正确；
b．容器内压强保持不变，反应两边气体化学计量数之和不相等，压强不变，达到了平衡状态，故b正确；
d．容器内的密度保持不变，由于C是固体，反应两边气体的质量不相等，密度不变，达到了平衡状态，故d正确；
故选bcd．
③a．升高温度，正逆反应速率都增大，该反应是吸热反应，化学平衡向着正向移动，一氧化碳浓度增大，故a正确；
b．充入He（g），使体系压强增大，由于反应体系中各组分浓度没有变化，反应速率不变，化学平衡不移动，故b错误；
c．将H2O（g）从体系中分离出来，反应物浓度减小，正反应速率减小，故c错误；
d．将H2（g）从体系中分离出来，生成物浓度减小，平衡向着正向移动，正反应速率大于逆反应速率，但是反应速率都减小了，故d错误；
故选a；
（2）①由表中数据可知，CO的物质的量变化量为4mol-2.4mol=1.6mol，v（CO）=
△n
V
△t
=
1.6mol
2L
5min
=0.16mol/（L?min），速率之比等于化学计量数之比，故v（CO2）=v（CO）=0.16mol/（L?min），
故答案为：0.16mol/（L?min）；
②实验1中CO的转化率为×100%=40%，实验2中CO的转化率为×100%=20%，则实验1的转化率大于实验2，则说明温度升高平衡向逆反应方向移动，正反应放热，Q＞0，
故答案为：＞．
点评：本题考查反应速率的计算、化学平衡有关计算等，难度中等，注意对知识的理解与掌握，是对学生能力的考查．
练习册系列答案
相关题目
煤化工是以煤为原料，经过化学加工使煤转化为气体，液体，固体燃料的过程．
（1）水煤气生产原理为：C（s）+H2O（g）
高温
CO（g）+H2（g）；△H=+131.3kJ/mol
①该反应自发可能性
有
有
（填有或无）；
②一定温度下，在一个容积不变的密闭容器中进行水煤气生产反应，下列能判断该反应达到化学平衡状态的是
ABC
ABC
（填字母）；
A．容器内压强不变         B．容器内气体密度不变
C．v（CO）正=v（H2O）逆      D．c（CO）=c（H2）
③下列措施能使C（s）+H2O（g）
高温
CO（g）+H2（g）正反应速率增大的是_
CD
CD
；
A、增加C（s）的量    B、降温   C、升温    D、充入HI
（2）将不同量CO（g）和H2O（g）分别通入到体积为2L的恒容容器中，进行反应
CO（g）+H2O（g）
高温
CO2（g）+H2（g），得到如下三组数据：
实验
组别		 温度℃ 起始量/mol 平衡/mol 达平衡所
需时间/min
H2O CO H2 CO2 H2 CO2
1 650 2 4 0 a 1.6 2.4 5
2 900 1 2 0 b 0.4 1.6 3
①实验1中以v（CO）表示反应速率为
0.16mol∕（L?min）
0.16mol∕（L?min）
；
②900℃时，CO2（g）+H2（g）
高温
 CO（g）+H2O（g）化学平衡常数为
1.5
1.5
；
（3）研究表明：在使用等质量催化剂时，增大催化剂比表面积可提高化学反应速率，为了分别验证温度，催化剂比表面积对化学反应速率的影响规律，至少应该设计
3
3
组实验．
组别 温度 催化剂 …
1
2
（2011?湖南模拟）煤化工是以煤为原料，经过化学加工使煤转化为气体、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炭即可产生水煤气，反应为：C（s）+H2O（g）?CO（g）+H2（g）△H=+131.3kJ/mol
①该反应能否自发进行与
温度
温度
有关；
②在一定温度下，在一个容积不变的密闭容器中发生上述反应，下列能判断该反应已达化学平衡状态的是
ABD
ABD
；
A．容器中的压强不变    B．容器中气体的密度不变
C．c（CO）=c（H2）    D．1 molH-H键断裂的同时断裂2mol H-O键
③在恒容密闭容器中加入1mol C（s）和1mol H2O（g），一定温度下充分反应达到平衡，吸收热量akJ，则a=
＜
＜
131.3（填“＞”、“＜”或“=”）；若开始时加入的是2mol C（s）和1mol H2O（g），充分反应达到平衡，吸收热量为b kJ，则b
=
=
a（填“＞”、“＜”或“=”）．
（2）将一定的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）
实验组 温度/℃ 起始量/mol 平衡量/mol 达到平衡所需时间/min
CO H2O H2 CO2
1 650 4 2 1.6 1.6 5
2 830 1 4 0.8 0.8 3
3 830 a b c d t
①实验1中的v（H2）表示的反应速率为
0.16mol/（L?min）
0.16mol/（L?min）
．
②830℃时，向容器中充入2mol CO和10mol H2O（g），反应达到平衡后，CO的转化率为
83.33%
83.33%
．
③若实验3要达到与实验2相似的平衡状态（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=4a，a＞1（或使用催化剂）
b=4a，a＞1（或使用催化剂）
（用含a、b的数学式表示）
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，
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
bc
bc
  （填字母序号）．
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）830K时，在密闭容器中发生下列可逆反应：CO（g）+H2O（g）?CO2（g）+H2（g）△H＜0
试回答下列问题：
①若起始时c（CO）=2mol?L-1，c（H2O）=3mol?L-1，达到平衡时CO的转化率为60%，则在该温度下，该反应的平衡常数K=
1
1
．
②在相同温度下，若起始时c（CO）=1mol?L-1，c（H2O）=2mol?L-1，反应进行一段时间后，测得H2的浓度为0.5mol?L-1，则此时该反应v（正）
大于
大于
v（逆）（填“大于”“小于”或“等于”）
③若降低温度，该反应的K值将
增大
增大
（填“增大”“减小”或“不变”）．
（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），如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
cd
cd
．
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．
（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
①实验1中以v（CO2） 表示的反应速率为
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．

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