Question

【题目】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碳即可产生水煤气．反应为：C（s）+H2O（g）CO（g）+H2（g）△H=+131.3kJmol﹣1

①该反应在常温下_______自发进行(填“能”与“不能”)；

②一定温度和压强下，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.1mol H﹣H键断裂的同时断裂2mol H﹣O

c．c（CO）=c（H2）

d．密闭容器的容积不再改变

(2)将不同量的CO（g）和H2O（g）分别通入到体积为2L的恒容密闭容器中，进行反应CO（g）+H2O（g）CO2（g）+H2（g），得到如表三组数据：

实验组	温度 ℃	起始量/mol		平衡量/mol		达到平衡所需时间/min
		CO	H2O	H2	CO
①	650	4	2	1.6	2.4	6
②	900	2	1	0.4	1.6	3
③	900	a	b	c	d	t

①该反应为_________（填“吸”或“放”）热反应；实验②条件下平衡常数K=___________。

②实验①中从反应开始至平衡以CO2表示的平均反应速率为V(CO2)=____________（取小数点后两位）

(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)CH3H(g)+H2O(g)，如图表示该反应进行过程中能量（单位为kJmol﹣1）的变化．在体积为1L 的恒容密闭容器中，充入1mol CO2和3mol 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1mol CO2和3mol H2．

Answer 1

【答案】不能 bd 放 0.17 0.13 mol/(Lmin) CD

【解析】

(1) ①C（s）+H2O（g）CO（g）+H2（g），正反应气体物质的量增大，，根据判断常温下能否自发进行；②根据平衡定义和“变量不变”判断平衡状态；(2) ① CO（g）+H2O（g）CO2（g）+H2（g）反应前后气体物质的量不变，所以若实验②在650℃进行，实验①②为等效平衡，实验②达到平衡时，氢气的物质的量应该是0.8mol；实验②在900℃进行，达到平衡氢气的物质的量是0.4mol，说明升高温度反应逆向移动；利用“三段式”计算实验②条件下平衡常数；②实验①中从反应开始至平衡，CO2的物质的量的变化为1.6mol，用时6min，根据 计算速率；(3)根据影响平衡移动的因素分析；

(1) ①C（s）+H2O（g）CO（g）+H2（g），正反应气体物质的量增大，，△H=+131.3kJmol﹣1 0，所以常温下>0，故不能自发进行；②a．容器的容积可变，所以压强是恒量，容器中的压强不变不一定平衡，故不选a； b.1mol H﹣H键断裂的同时断裂2mol H﹣O，说明正逆反应速率相等，所以一定达到平衡状态，故选b； c．CO、H2都是生成物，CO、H2的浓度始终相等，所以 c（CO）=c（H2）不一定平衡，故不选c； d．反应前后气体物质的量是变量，所以容器体积是变量，容积不再改变一定达到平衡，故选d。(2) ① CO（g）+H2O（g）CO2（g）+H2（g）反应前后气体物质的量不变，所以若实验②在650℃进行，实验①②为等效平衡，实验②达到平衡时，氢气的物质的量应该是0.8mol；实验②在900℃进行，达到平衡氢气的物质的量是0.4mol，说明升高温度反应逆向移动，所以正反应为放热反应；

CO（g）+H2O（g）CO2（g）+H2（g）

起始 1 0.5 0 0

转化 0.2 0.2 0.2 0.2

平衡 0.8 0.3 0.2 0.2

K=0.17；②实验①中从反应开始至平衡，CO2的物质的量的变化为1.6mol，用时6min， 0.13 mol/(Lmin)；(3) A.根据图示，正反应放热，升高温度平衡逆向移动，c(CH3OH)减小，故不选A； B.恒容条件下充入He(g)，平衡不移动，c(CH3OH)不变，故不选B； C.将H2O(g)从体系中分离出来，平衡正向移动，c(CH3OH)增大，故选C； D.再充入1mol CO2 和3mol H2 ，平衡正向移动，c(CH3OH)增大，故选D。