题目内容
【题目】水煤气是重要燃料和化工原料,可用水蒸气通过炽热的碳层制得:
C(s)+H2O(g)CO(g)+H2(g)△H=+131.3kJmol-1
(1)该反应的化学平衡常数表达式K= ,若某温度下,K值的大小为0.5,此时向体积为1L的密闭容器中加入1mol H2O(g)和足量C(s),H2O(g)的平衡转化率为
(2)对于该反应,一定可以提高平衡体系中H2的百分含量,又能加快反应速率的措施是 。
a.升高温度 b.增大水蒸气的浓度 c.加入催化剂 d.降低压强
(3)上述反应达到平衡后,移走体系中部分C(s),平衡 ,将产生的CO全部移走,平衡 (以上两空选填“向左移”、“向右移”、“不移动”)。
(4)上述反应在t0时刻达到平衡(如下图),若在t1时刻改变某一条件,请在下图中继续画出t1时刻之后正反应速率(ν正)随时间的变化:
增大容器体积(用实线表示) ②升高温度(用虚线表示)
【答案】(1)K=c(CO)·c(H2)/c(H2O)(2分);50%(2分)
(2)a(2分)(3)不移动(2分);向右移(2分)
(4)
【解析】
试题分析:(1)化学平衡常数是在一定条件下,当可逆反应达到平衡状态时,生成物浓度的幂之积和反应物浓度的幂之积的比值,因此根据方程式可知该反应的化学平衡常数表达式K=c(CO)·c(H2)/c(H2O);
C (s) + H2O(g)CO (g) +H2 (g) △H=+131.3 kJmol-1
起始量(mol/L) 1 0 0
转化量(mol/L) x x x
平衡量(mol/L) 1-x x x
则根据平衡常数可知
解得x=0.5
所以H2O(g)的平衡转化率为50%
(2)a.正反应吸热,升高温度反应速率加快,平衡向正反应方向进行,氢气的百分含量增加,a正确;b.增大水蒸气的浓度反应速率加快,平衡向正反应方向进行,但氢气的百分含量不一定增加,b错误;c.加入催化剂加快反应速率,但平衡不移动,c错误;d.降低压强反应速率减小,d错误,答案选a。
(3)碳是固体,将C全部移走,平衡不移动;将产生的CO全部移走,生成物浓度降低,平衡向右移动;
(4)①扩大容器体积,压强减小,瞬间正、逆反应速率均减小,平衡向正反应移动,逆反应速率增大到新平衡;②升高温度,瞬间正、逆反应速率增大,平衡正反应移动,逆反应速率增大到新平衡,因此图像表示为(见答案)。