Question

为减少污染，常将煤转化为清洁气体燃料，可将焦炭与水蒸气反应转化为氢气和一氧化碳：C（s）+H₂O（g）?H₂（g）+CO（g）△H＞0．现在容积固定为2L密闭容器中，加入2mol C（s）和2mol H₂O（g），在T℃下充分反应，半分钟后达到平衡，测得H₂为0.75mol．
（1）用H₂O（g）表示反应开始到达到平衡的平均速率

 

；
（2）计算T℃下该反应的平衡常数K=

 

；若温度升高，则反应平衡常数将

 

（填“增大”“减小”或“不变”）．
（3）上述条件下该反应达到平衡状态，下列说法正确的是

 

A．缩小容器体积，平衡向左移动             B．加入催化剂，CO的产率增大
C．增加碳的量，H₂O（g）的转化率增大         D．降低温度，H₂O（g）的转化率降低
（4）若将上述容器改为恒压容器（两个反应器初始容积相同），相同温度下加入2molC（s）和2mol H₂O（g），达到平衡后，H₂O（g）的转化率将

 

（填“增大”“减小”或“不变”）．

Answer 1

考点：化学平衡的影响因素,反应速率的定量表示方法

专题：化学平衡专题

分析：依据化学平衡三段式列式计算，C（s）+H₂O（g）?H₂（g）+CO（g）△H＞0．现在容积固定为2L密闭容器中，加入2mol C（s）和2mol H₂O（g），在T℃下充分反应，半分钟后达到平衡，测得H₂为0.75mol．
              C（s）+H₂O（g）?H₂（g）+CO（g）
起始量（mol）          2mol    0       0
变化量（mol）         0.75     0.75     0.75
平衡量（mol）         0.25     0.75     0.75
（1）反应速率V=

△c

△t

计算；
（2）依据平衡常数概念计算，利用生成物平衡浓度幂次方乘积除以反应物平衡浓度幂次方乘积得到，反应是吸热反应升温平衡正向进行；
（3）依据反应特征和 平衡移动原理分析选项；
（4）若将上述容器改为恒压容器，随反应进行，体积增大，压强减小，平衡正向进行．

解答： 解：C（s）+H₂O（g）?H₂（g）+CO（g）△H＞0．现在容积固定为2L密闭容器中，加入2mol C（s）和2mol H₂O（g），在T℃下充分反应，半分钟后达到平衡，测得H₂为0.75mol．
              C（s）+H₂O（g）?H₂（g）+CO（g）
起始量（mol）          2mol    0       0
变化量（mol）         0.75     0.75     0.75
平衡量（mol）         1.25     0.75     0.75
（1）反应速率V=

△c

△t

计算，用H₂O（g）表示反应开始到达到平衡的平均速率=

0.75mol 2L

30s

=0.0125mol/（L?s），故答案为：0.0125mol/（L?s）；
（2）依据平衡常数概念计算，利用生成物平衡浓度幂次方乘积除以反应物平衡浓度幂次方乘积得到，K=

0.75mol 2L × 0.75mol 2L

1.25mol 2L

=0.225；反应是吸热反应升温平衡正向进行，水的转化率增大，故答案为：0.225；增大；
（3）C（s）+H₂O（g）?H₂（g）+CO（g）△H＞0，为吸热且气体体积增大的反应，
A．缩小容器体积，压强增大平衡向左移动，故A正确；             
B．加入催化剂，改变反应速率，不改变化学平衡，CO的产率不变，故B错误；
C．碳是固体，增加碳的量不影响化学平衡，H₂O（g）的转化率不变，故C错误；         
D．反应是吸热反应，降低温度，平衡逆向进行，H₂O（g）的转化率降低，故D正确；
故答案为：AD；
（4）若将上述容器改为恒压容器，随反应进行，体积增大，压强减小，平衡正向进行，达到平衡后，H₂O（g）的转化率增大，故答案为：增大．

点评：本题考查了化学平衡计算应用，反应速率，平衡常数概念的计算分析，平衡影响因素的理解应用，掌握计算方法和平衡移动原理是解题关键，题目较简单．