Question

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叫煤化工．
（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．
①该反应在常温下

不能

自发进行（填“能”或“不能”）；
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

bd

（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2mol H-O键
c．c（CO）=c（H₂）        d．密闭容器的容积不再改变
③若在一容积不变的密闭容器中，发生上述反应，充入N₂，则平衡

不

（填“正向”、“逆向”或“不”）移动．
若在一容积可变的密闭容器中，发生上述反应，充入N₂，则平衡

正向

（填“正向”、“逆向”或“不”）移动．
（2）将不同量的CO（g）和H₂O（g）分别通入体积为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	6
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

0.13mol/（L．min）

（取小数点后两位）；
②该反应为

放热

（填“吸热”或“放热”）反应，实验2的化学平衡常数K=

0.17

（取两位有效数字）
（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）△H＜0．在体积为1L的恒容密闭容器中，充入1mol CO₂和3mol H₂，下列条件能使上述反应的反应速率增大，且平衡向正反应方向移动的是

c

（填写序号字母）．
a．及时分离出CH₃OH气体                
b．适当升高温度
c．保持容器的容积不变，再充入1mol CO₂和3mol H₂
d．选择高效的催化剂．

Answer 1

分析：（1）①该反应为熵增大，焓增大的反应，由△G=△H-T△S判断；
②根据根据化学平衡状态的特征进行判断；
③根据容积不变，充入氮气对各组分的浓度的不变进行判断；容积可变，充入氮气，体系内压强不变，容器的容积变大，相当于减压；
（2）①根据v=

△c

△t

计算反应速率；
②根据温度变化，平衡时的生成物的物质的量的多少判断平衡移动的方向；根据平衡常数表达式计算出实验2的平衡常数；
（3）根据影响化学反应速率的因素及平衡移动原理进行判断．

解答：解：（1）①该反应为熵增大，焓增大的反应，由△G=△H-T△S，△G＜0反应可自发进行，可知该反应在高温时可以自发进行，常温下难以自发进行，
故答案为：不能；
②a．容器中的压强不变，由于容积可变，所以压强始终不是变量，无法根据压强判断是否达到平衡状态，故a错误；      
b．1mol H-H键断裂，会生成2mol氢氧建，同时断裂2mol H-O键，说明正逆反应速率相等，达到了平衡状态，故b正确；
c．c（CO）=c（H₂），无法判断各组分的浓度是否不变，无法判断是否达到了平衡状态，故c错误；            
d．密闭容器的容积不再改变，说明各组分的物质的量不在变化，达到了平衡状态，故d正确；
故选bd；
③由于容积不变，充入氮气后，各组分的浓度没有变化，所以平衡不移动；容积可变，容器内压强不变，充入氮气，容器的容积变大，各组分的浓度减小，相当于压强减小，则平衡向着正向移动，
故答案为：不；正向；
（2）①v（CO₂）=v（CO）=

4mol-2.4mol 2L

6min

=0.13 mol/（L．min），故答案为：0.13 mol/（L．min）；
②根据CO（g）+H₂O（g）?CO₂（g）+H₂（g）可知压强对平衡移动无影响，如果在650℃，H₂O、CO的物质的量改为1mol、2mol，达到平衡时CO的物质的量应为1.2mol，而900℃时CO的物质的量应为1.6mol，说明升高温度平衡向逆反应方向移动，则正反应为放热反应；实验2中达到平衡时，c（CO₂）=c（H₂）=

0.4mol

2L

=0.2mol/L，
c（CO）=

1.6mol

2L

=0.8mol/L，c（H₂O）=

1mol-0.4mol

2L

=0.3mol/L，K=

0.2×0.2

0.8×0.3

≈0.17，
故答案为：放热；0.17；
（3）a、及时分离出CH₃OH气体，平衡向着向着移动，但是甲醇浓度减小，反应速率减小，故a错误；
b、升高温度反应速率增大，但是平衡向逆反应方向移动，故a错误；      
b．充入He（g），使体系压强增大，但平衡没有移动，故b错误；
c．保持容器的容积不变，再充入1mol CO₂和3mol H₂，压强增大，反应速率增大，且平衡向着正向移动，故c正确；     
d．选择高效的催化剂，催化剂只影响化学反应速率，不影响平衡移动，故d错误；
故答案为：c．

点评：本题考查化学平衡计算以及化学平衡移动等问题，题目难度中等，本题注意（2）为易错点，注意把握等效平衡的理解．