Question

【题目】水煤气是一种低热值煤气，主要成分为H2和CO，主要作为工业上合成氨和液体燃料的原料．
（1）反应CO（g）+H2O（g）CO2（g）+H2（g）△H=﹣41KJ/mol的v﹣t图象如图1所示，若其他条件不变，只是在反应前缩小体积使压强增大，则其v﹣t图象如图2所示．

下列说法正确的是
①a1＞a2 ②a1＜a2 ③b1＞b2 ④b1＜b2 ⑤t1＞t2 ⑥t1=t2 ⑦两图中阴影部分面积相等 ⑧图2阴影部分面积更大
A.①④⑤⑦
B.①③⑥⑦
C.②④⑤⑧
D.②④⑤⑦
（2）在一定温度下将C单质和CO2（g）各0.10mol充入体积为1L的恒容密闭容器中发生反应C（s）+CO2（g）2CO（g）△H=+172KJ/mol．
①下列示意图正确且能说明反应在t1时刻已经达到化学平衡状态的是（填序号）．

②达到平衡时，容器内的压强为起始时的1.5倍，则此时反应的化学平衡常数K=；若此时再分别加入0.05mol的CO2和0.1mol的CO，则此时平衡将（填“左移”、“右移”或“不移动”．）若将该反应的起始条件改为恒温恒压，则达到平衡时，CO2的转化率将（填“增大”“减小”或“不变”）．
（3）工业上用焦炭和水蒸气制备水煤气的热化学方程式为
（4）在一定条件下以CO和H2为原料可以合成乙醇，反应方程式为：2CO（g）+4H2（g）CH3CH2OH（g）+H2O（g）△H=aKJ/mol．
请从反应能否自发进行的角度解释a一定小于0的原因： ， 若只改变反应的一个条件，能使平衡体系中n 增大的措施有（答出两点即可）

Answer 1

【答案】
（1）C
（2）ac；左移；增大
（3）C（s）+H2O（g）=CO（g）+H2（g）△H=+131KJ/mol
（4）该反应的△S＜0，只有当△H＜0时，吉布斯自由能△G=△H﹣T△S才有可能小于0，反应才能在一定条件下自发进行，所以a＜0；降温，加压或增加CO的浓度
【解析】解：（1）反应CO（g）+H2O（g）CO2（g）+H2（g）△H=﹣41KJ/mol的v﹣t图象如图1所示，反应前后气体体积不变，若其他条件不变，只是在反应前缩小体积使压强增大，物质浓度增大，反应速率增大，达到平衡所需时间缩小，阴影部分为反应物浓度变化量，图2中浓度变化比图1中浓度变化大，则分析选项得到：a1＜a2 ， b1＜b2 ， t1＞t2 ， 两图中阴影部分面积图2阴影部分面积更大，选择②④⑤⑧，故选C，所以答案是：C；（2）①a．t1时正逆反应速率相同，说明反应达到平衡状态，故a正确；
b、t1时平衡常数不继续变化，正逆反应速率不相等，不能说明达到了平衡状态，故b错误；
c、反应前后气体质量变化，质量增加，物质的量增大，t1时气体平均摩尔质量不变，说明正逆反应速率相等，反应达到平衡状态，故c正确；
d、t1后气体压强增大，始终发生变化，表明正逆反应速率不相等，反应不能达到平衡状态，故d错误；
故选ac，
所以答案是：ac；②在一定温度下将C单质和CO2（g）各0.10mol充入体积为1L的恒容密闭容器中发生反应，设二氧化碳消耗浓度为x，

	C（s）+	CO2（g）		2CO（g）	△H=+172KJ/mol
起始量（mol/L）		0.10		0
变化量（mol/L）		x		2x
平衡量（mol/L）		0.10﹣x		2x

达到平衡时，容器内的压强为起始时的1.5倍，则0.10﹣x+2x=0.10×1.5，
x=0.05mol/L，则平衡常数K= =0.2，
若此时再分别加入0.05mol的CO2和0.1mol的CO，此时浓度商Qc= =0.4＞K=0.2，则此时平衡将左移，若将该反应的起始条件改为恒温恒压，随反应进行其他物质的量增加，为保持恒压，气体体积增大气体压强减小，平衡正向进行，则达到平衡时，CO2的转化率将增大，
所以答案是：0.2；左移；增大；（3）①CO（g）+H2O（g）CO2（g）+H2（g）△H=﹣41KJ/mol，
②C（s）+CO2（g）2CO（g）△H=+172KJ/mol．
盖斯定律计算①+②得到所需热化学方程式：C（s）+H2O（g）=CO（g）+H2（g）△H=+131KJ/mol，
所以答案是：C（s）+H2O（g）=CO（g）+H2（g）△H=+131KJ/mol；（4）在一定条件下以CO和H2为原料可以合成乙醇，反应方程式为：2CO（g）+4H2（g）CH3CH2OH（g）+H2O（g）△H=aKJ/mol．
弱反应自发进行△G=△H﹣T△S＜0，反应前后气体体积减小，△S＜0，只有当△H＜0时，吉布斯自由能△G=△H﹣T△S才有可能小于0，所以a＜0，
改变条件使比值 增大，平衡需要正向进行，反应是放热反应可以降低温度，反应前后气体体积减小可以是增大压强，也可以增大CO浓度提高氢气转化率，
所以答案是：该反应的△S＜0，只有当△H＜0时，吉布斯自由能△G=△H﹣T△S才有可能小于0，反应才能在一定条件下自发进行，所以a＜0；降温，加压或增加CO的浓度．
【考点精析】解答此题的关键在于理解化学平衡状态本质及特征的相关知识，掌握化学平衡状态的特征：“等”即 V正=V逆>0；“动”即是动态平衡，平衡时反应仍在进行；“定”即反应混合物中各组分百分含量不变；“变”即条件改变，平衡被打破，并在新的条件下建立新的化学平衡；与途径无关，外界条件不变，可逆反应无论是从正反应开始，还是从逆反应开始，都可建立同一平衡状态（等效），以及对化学平衡状态的判断的理解，了解状态判断：①v(B耗)=v(B生)②v(C耗):v(D生)=x : y③c(C)、C%、n(C)%等不变④若A、B、C、D为气体，且m+n≠x+y，压强恒定⑤体系颜色不变⑥单位时间内某物质内化学键的断裂量等于形成量⑦体系平均式量恒定（m+n ≠ x+y）等．