题目内容
(8分)(2011·苏北四市调研)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)
ΔH＝＋131.3 kJ·mol－1，
ΔS＝＋133.7 J·(K·mol)－1
①该反应能否自发进行与________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________(填字母，下同)。
a．容器中的压强不变
b．1 mol H—H键断裂的同时断裂2 mol H—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2 L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 | CO2 | |||
| 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(H2)表示的反应速率为_________________________________________。
②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________(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)，右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1 L的恒容密闭容器中，充入1 mol CO2和3 mol H2，下列措施中能使c(CH3OH)增大的是________。
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1 mol CO2和3 mol H2
(1)①温度'②b、c
(2)①0.16 mol·(L·min)－1
②b＝2a，a>1(或使用合适的催化剂)
(3)c、d
解析:(1)ΔG＝ΔH－T·ΔS<0方可自发进行。容积可变时，a不能说明是平衡状态，c(CO)与c(H2)在整个过程中均相等。
(2)对于等体反应等容等效只要满足给定物质物质的量与初始比值相同即可，而又要求t<3min，反应速率得比乙快，因而量要多所以a>1。
(3)使甲醇浓度增大，只须平衡右移即可，故选c、d。
(8分)(2011·泰州模拟)某化学反应2AB＋D在四种不同条件下进行，B、D起始浓度为0。反应物A的浓度(mol·L－1)随反应时间(min)的变化情况如下表：
| 实验 序号 | 时间 温度/℃ | 0 | 10 | 20 | 30 | 40 | 50 | 60 |
| 1 | 800 | 1.0 | 0.80 | 0.67 | 0.57 | 0.50 | 0.50 | 0.50 |
| 2 | 800 | c2 | 0.60 | 0.50 | 0.50 | 0.50 | 0.50 | 0.50 |
| 3 | 800 | c3 | 0.92 | 0.75 | 0.63 | 0.60 | 0.60 | 0.60 |
| 4 | 820 | 1.0 | 0.40 | 0.25 | 0.20 | 0.20 | 0.20 | 0.20 |
根据上述数据，完成下列填空：
(1)在实验1中，反应在10 min～20 min时间内平均速率为________mol·L－1·min－1。
(2)在实验2中，A的初始浓度c2＝________mol·L－1，反应经20min就达到平衡，可推测实验2中还隐含的条件是________。
(3)设实验3的反应速率为v3，实验1的反应速率为v1，则v3________v1，且c3________1.0mol/L(填“＝”、“>”或“<”)
(4)比较实验4和实验1，可推测该反应是________反应(填“吸热”或“放热”)，理由是________________________________________________________________________。
B＋D在四种不同条件下进行，B、D起始浓度为0。反应物A的浓度(mol·L－1)随反应时间(min)的变化情况如下表：