题目内容
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 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，下列能断定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键
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：
①实验1中以v（CO2）表示的反应速率为 （取小数点后两位，下同）；
②实验2条件下平衡常数K= ；若将1.2molCO、2molH2O、0.8molH2、2.4molCO2充入反应器中，让其在实验2条件下反应，则平衡将向 （正、逆）反应方向移动．
③若实验3达平衡时与实验2平衡状态中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的代数式表示）．
（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
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，下列能断定该反应达到化学平衡状态的是
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
（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 |
②实验2条件下平衡常数K=
③若实验3达平衡时与实验2平衡状态中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
考点：化学平衡状态的判断,化学平衡的计算
专题：化学平衡专题
分析：（1）①根据△G=△H-T△S判断，△G＜0，反应自发进行；
②反应达到平衡状态时，正逆反应速率相等，平衡时各种物质的物质的量、浓度、含量等不再发生变化，以及由此衍生的其它量不变，可由此进行判断；
（2）①由表中数据可知，CO的物质的量变化量为4mol-2.4mol=1.6mol，根据v=
，计算v（CO），再利用速率之比等于化学计量数之比计算v（CO2）；
②利用三段式计算平衡时，各组分的物质的量，该反应是气体体积不变的反应，故利用物质的量代替浓度代入平衡常数表达式计算平衡常数；
据Qc与K的大小比较确定反应方向；
③使实验3达到平衡状态时各物质的体积分数与实验2分别相等，为等效平衡，该反应为反应前后气体的体积不发生变化，满足n（H2O）：n（CO）=1：2即可．
②反应达到平衡状态时，正逆反应速率相等，平衡时各种物质的物质的量、浓度、含量等不再发生变化，以及由此衍生的其它量不变，可由此进行判断；
（2）①由表中数据可知，CO的物质的量变化量为4mol-2.4mol=1.6mol，根据v=
| ||
| △t |
②利用三段式计算平衡时，各组分的物质的量，该反应是气体体积不变的反应，故利用物质的量代替浓度代入平衡常数表达式计算平衡常数；
据Qc与K的大小比较确定反应方向；
③使实验3达到平衡状态时各物质的体积分数与实验2分别相等，为等效平衡，该反应为反应前后气体的体积不发生变化，满足n（H2O）：n（CO）=1：2即可．
解答：
解：（1）①由热化学反应方程式可知，反应为焓增，熵增过程，即△H＞0、△S＞0，△G=△H-T△S＜0时反应自发进行，只有在较高温度下，才能使△G＜0，该反应在室温下不能自发进行；
故答案为：不能；
②C（s）+H2O（g）?CO（g）+H2（g）△H=+131.3kJ?mol-1，反应是气体体积增大的吸热反应，
a．一定温度下，在一个容积可变的密闭容器中发生上述反应，反应前后气体的物质的量发生变化，随反应进行气体的物质的量增加，压强增大，保持恒压，容器中的压强始终不变，不能说明反应到达平衡，故a错误；
b．1 molH-H键断裂的同时断裂2mol H-O键，断裂2mol H-O键同时生成l molH-H键，说明反应到达平衡，故b正确．
c．根据反应可知，自始至终c（CO）=c（H2），不能说明反应到达平衡，故d错误；
d．反应前后气体的物质的量发生变化，容器内气体体积不变，说明反应达到平衡状态，故d正确；
故选：bd；
（2）①由表中数据可知，CO的物质的量变化量为4mol-2.4mol=1.6mol，v（CO）=
=
=
mol/（L?min），速率之比等于化学计量数之比，故v（CO2）=v（CO）=
mol/（L?min）=0.13mol/（L?min），
故答案为：0.13mol/（L?min）；
②平衡时CO的物质的量为1.6mol，则：
CO（g）+H2O（g）?CO2（g）+H2（g），
开始（mol）：2 1 0 0
变化（mol）：0.4 0.4 0.4 0.4
平衡（mol）：1.6 0.6 0.4 0.4
该反应前后气体体积不变，故利用物质的量代替浓度计算平衡常数，故900℃时该反应平衡常数k=
=0.17，
Qc=
=0.8＞K=0.17，所以反应向逆向移动，
故答案为：0.17；逆；
③使实验3达到平衡状态时各物质的体积分数与实验2分别相等，为等效平衡，该反应为反应前后气体的体积不发生变化，满足n（H2O）：n（CO）=1：2即可，即b=2a，且a＞1，
故答案为：b=2a，且a＞1．
故答案为：不能；
②C（s）+H2O（g）?CO（g）+H2（g）△H=+131.3kJ?mol-1，反应是气体体积增大的吸热反应，
a．一定温度下，在一个容积可变的密闭容器中发生上述反应，反应前后气体的物质的量发生变化，随反应进行气体的物质的量增加，压强增大，保持恒压，容器中的压强始终不变，不能说明反应到达平衡，故a错误；
b．1 molH-H键断裂的同时断裂2mol H-O键，断裂2mol H-O键同时生成l molH-H键，说明反应到达平衡，故b正确．
c．根据反应可知，自始至终c（CO）=c（H2），不能说明反应到达平衡，故d错误；
d．反应前后气体的物质的量发生变化，容器内气体体积不变，说明反应达到平衡状态，故d正确；
故选：bd；
（2）①由表中数据可知，CO的物质的量变化量为4mol-2.4mol=1.6mol，v（CO）=
| ||
| △t |
| ||
| 6min |
| 2 |
| 15 |
| 2 |
| 15 |
故答案为：0.13mol/（L?min）；
②平衡时CO的物质的量为1.6mol，则：
CO（g）+H2O（g）?CO2（g）+H2（g），
开始（mol）：2 1 0 0
变化（mol）：0.4 0.4 0.4 0.4
平衡（mol）：1.6 0.6 0.4 0.4
该反应前后气体体积不变，故利用物质的量代替浓度计算平衡常数，故900℃时该反应平衡常数k=
| 0.4×0.4 |
| 1.6×0.6 |
Qc=
| 0.8×2.4 |
| 1.2×2 |
故答案为：0.17；逆；
③使实验3达到平衡状态时各物质的体积分数与实验2分别相等，为等效平衡，该反应为反应前后气体的体积不发生变化，满足n（H2O）：n（CO）=1：2即可，即b=2a，且a＞1，
故答案为：b=2a，且a＞1．
点评：本题考查了反应自发进行的条件、化学平衡状态的标志、化学反应速率的求算、化学平衡常数的求算、Qc与K的大小对反应方向的影响、等效平衡，题目难度较大．
练习册系列答案
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