Question

【题目】水煤气（CO 和H2）是合成甲醇的重要原料，它可用水蒸气通过炽热的炭层制得：C(s)+H2O(g)CO(g)+H2(g) △H=+131.3kJ/mol

⑴该反应的平衡常数的表达式为：_________________；升高温度，K值将 ；容器中气体的平均相对分子质量将 。（填“增大”、“减小”或“不变”）。

⑵上述反应达到平衡后，将体系中的C(s)部分移走，平衡将 （填序号）。

A．向左移 B．向右移 C．不移动

⑶下列事实能说明该反应在一定条件下已达到平衡状态的有 （填序号）。

A．单位体积内每消耗1molCO的同时生成1molH2

B．混合气体总物质的量保持不变

C．生成H2O(g)的速率与消耗CO的速率相等

D．H2O(g)、CO、H2的浓度相等

⑷上述反应在t0时刻达到平衡（如图），若在t1时刻改变某一条件，请在图中继续画出t1时刻后c(CO)随时间的变化曲线：

①缩小容器体积（用实线表示）。

②降低温度（用虚线表示）。

⑸某温度下，将4.0mol H2O(g)和足量的炭充入2L的密闭容器中，发生如下反应，C(s)+H2O(g)CO(g)+H2(g)，达到平衡时测得K=1，则此温度下H2O(g)的转化率为 。

Answer 1

【答案】（1） ； 增大；减小；（2）c；（3）AB；

（4）；（5）50%。

【解析】

试题分析：（1）根据化学平衡常数的定义，平衡常数的表达式为：；正反应是吸热反应，升高温度，平衡向正反应方向移动，化学平衡常数只受温度的影响，故升高温度，平衡常数增大；假设全部进行到底，生成CO和H2的物质的量之比为1：1，此时气体平均摩尔质量为(28＋2)/2g·mol－1=15g·mol－1，气体平均摩尔质量减少；（2）C是固体，浓度视为常数，减少碳的量，平衡不移动，故选项c正确；（3）A、用不同物质的反应速率表示，要求反应方向是一正一逆，且化学反应速率之比等于化学计量数之比，消耗CO，生成H2，反应是向正反应和逆反应方向进行，速率之比等于物质的量之比，故正确；B、碳是固体，反应前后气体系数之和不相等，因此气体总物质的量保持不变，说明反应达到平衡，故正确；C、根据选项A的分析，两者都是向逆反应方向进行，故错误；D、不知道开始时，通入量，因此无法判断，故错误；（4）①缩小容器的体积，压强增大，化学反应速率加快，平衡向逆反应方向移动，CO的浓度减小，瞬间时CO的浓度增大，达到平衡比原平衡时大，②降低温度，化学反应速率减缓，平衡向逆反应方向进行，t1瞬间CO的浓度不变，因此图像是：；

（5）C(s)+H2O(g)CO(g)+H2(g)

起始： 4 0 0

变化： x x x

平衡： 4－x x x

根据化学平衡常数的定义，K=[c(CO)×c(H2)]/c(H2O)=x/2×x/2/(2－x)/2=1,

解得x=2，因此转化率为2/4×100%=50%。