题目内容

19．水煤气是重要燃料和化工原料，可用水蒸气通过炽热的碳层制得：
C （s）+H2O（g）?CO （g）+H2 （g）△H=+131.3kJ•mol-1
（1）该反应的化学平衡常数表达式K=$\frac{c（CO）×c（{H}_{2}）}{c（{H}_{2}O）}$，若某温度下，K值的大小为0.5，此时向体积为1L的密闭容器中加入1mol H2O（g）和足量C（s），则H2O（g）的平衡转化率为50%
（2）对于该反应，一定可以提高平衡体系中H2的百分含量，又能加快反应速率的措施是A．
A．升高温度     B．增大水蒸气的浓度    C．加入催化剂    D．降低压强
（3）上述反应达到平衡后，移走体系中部分C（s），平衡不移动（选填“向左移”、“向右移”、“不移动”）．

分析 （1）化学平衡常数是指：一定温度下，可逆反应到达平衡时，生成物的浓度系数次幂之积与反应物的浓度系数次幂之积的比，固体、纯液体不需要在化学平衡常数中写出；设H2O（g）的变化量为xmol，利用三行式确定平衡状态，根据平衡常数K=0.5，计算出x的值再确定H2O（g）转化率；
（2）增加反应速率的措施有升高温度、增大压强、增大浓度、使用催化剂，而要增加平衡体系中H2的百分含量，平衡需向正方向移动，结合勒夏特列原理判断各选项即可；
（3）平衡体系中改变固体的量，不影响反应速率，不影响平衡的移动．

解答 解：（1）C （s）+H2O（g）?CO （g）+H2 （g）的平衡常数K=$\frac{c（CO）×c（{H}_{2}）}{c（{H}_{2}O）}$； 向体积为1L的密闭容器中加入1mol H2O（g）和足量C（s），设H2O（g）的变化量为xmol，则
                               C （s）+H2O（g）?CO （g）+H2 （g）
起始物质的量（mol）             1                 0             0
变化物质的量（mol）             x                 x            x
起始物质的量（mol）             1-x              x            x
K=c（CO）•c（H2）/c（H2O）=x•x/（1-x）=0.5，解得x=0.5，则H2O（g）的转化率为$\frac{0.5mol}{1mol}×100%$=50%，
故答案为：K=$\frac{c（CO）×c（{H}_{2}）}{c（{H}_{2}O）}$； 50%；
（2）A．升高温度反应速率增大且平衡正向移动，可以提高平衡体系中H2的百分含量，故A正确；B．增大水蒸气的浓度，反应速率增大，生成H2的量增大，但可以平衡体系中H2的百分含量降低，故B错误；C．加入催化剂反应速率增大，平衡不移动，故C错误；D．降低压强，平衡正向移动，可以提高平衡体系中H2的百分含量，但反应速率降低，故D错误；答案为：A；
（3）改变碳的量，不影响反应速率，不影响平衡的移动，故答案为：不移动．

点评 本题考查化学平衡影响因素、平衡常数及应用等，注意理解掌握平衡常数应用，难度中等．

练习册系列答案
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9．25℃时，部分物质的电离平衡常数如表所示：
化学式CH3COOHH2C2O4H2S
电离平衡常数1.8×10-5Ka1=5.4×10-2
Ka2=5.4×10-5		Ka1=1.3×10-7
Ka2=7.1×10-15
请回答下列问题：
（1）H2S的一级电离常数表达式为Ka1=Ka1=$\frac{c（{H}^{+}）．c（H{S}^{-}）}{c（{H}_{2}S）}$
（2）CH3COOH、H2C2O4、H2S的酸性由强到弱的顺序H2C2O4＞CH3COOH＞H2S
（3）H2C2O4与少量的KOH溶液反应的化学方程式：H2C2O4+KOH═KHC2O4+H2O
（4）NaHS溶液与NaHC2O4溶液反应的离子方程式：HS-+HC2O4-═H2S+C2O42-
（5）H+浓度相同等体积的两份溶液A（盐酸）和B（CH3COOH）分别与锌粉反应，若最后仅有一份溶液中存在锌，放出氢气的质量相同，则下列说法正确的是③④ （填写序号）．
①反应所需要的时间B＞A           
②开始反应时的速率A＞B
③参加反应的锌的物质的量A=B      
④反应过程的平均速率B＞A
⑤B中有锌剩余．
10．下列物质属于电解质的是（　　）
A．氨气B．Br2C．BaSO4D．氢氧化钠溶液
7．下列各组微粒半径之比大于1的是（　　）
A．$\frac{{{r}_{N{a}^{+}}}^{\;}}{{r}_{Na}}$B．$\frac{{r}_{Mg}}{{r}_{Na}}$C．$\frac{{r}_{p}}{{r}_{Cl}}$D．$\frac{{r}_{N}}{{r}_{p}}$
14．下列物质按照纯净物、化合物、在水溶液中能全部电离的物质、在水溶液中部分电离的物质和非电解质顺序排列的是（　　）
A．盐酸、天然气、硫酸、醋酸、干冰
B．冰水混合物、胆矾、氯化钾、碳酸、乙醇
C．四氯化碳、硝酸、硫酸钡、二氧化碳、氧气
D．白酒、空气、苛性钠、硫酸、三氧化硫
1．研究CO2、CO的利用对促进低碳社会的构建具有重要意义，CO2、CO都可用于合成甲醇．

（1）CO2用于合成甲醇的热化学方程式为：CO2（g）+3H2（g）?CH3OH（g）+H2O（g）△H
①该反应的平衡常数表达式为K=$\frac{c（C{H}_{3}OH）•c（{H}_{2}O）}{c（C{O}_{2}）•{c}^{3}（H）}$．
②取一定体积CO2和H2的混合气体（物质的量之比为1：3），加入恒容密闭容器中发生上述反应，反应过程中测得甲醇的体积分数φ（CH3OH）与反应温度T的关系如1图所示，则该反应的△H＜0（填“＞”、“＜”或“=”）．
③科学家现正研发的以实现CO2转化为甲醇在常温常压下进行的装置如图2所示，写出甲槽的电极反应式CO2+6e-+6H+=CH3OH+H2O．
（2）CO用于合成甲醇的热化学方程式为：CO（g）+2H2（g）?CH3OH（g）△H，在压强为0.1MPa、温度为300℃条件下，将a mol CO与2a mol H2的混合气体在催化剂作用下发生下面反应2生成甲醇，下列图象如图4正确且说明可逆反应达到平衡状态的是AB．（填序号）

（3）以CH4和H2O为原料，也可通过下列反应1和反应2来制备甲醇．
反应1：CH4（g）+H2O（g）?CO（g）+3H2（g）△H=+206.0kJ•mol-1
反应2：CO（g）+2H2（g）?CH3OH（g）△H=-129.0kJ•mol-1
①CH4（g）与H2O（g）反应生成CH3OH（g）和H2（g）的热化学方程式为CH4（g）+H2O（g）=CH3OH （g）+H2（g））△H=+77kJ•mol-1．
②已知：在700℃，1MPa时，1mol CH4与1mol H2O在1L密闭容器中发生反应1，6min达到平衡（如图3），此时CH4的转化率为80%．根据图3分析，由第一次平衡到第二次平衡，平衡向逆反应方向移动（填“正反应”或“逆反应”），采取的措施可能是将容器体积缩小为原来的$\frac{1}{2}$或加入等量的氢气．
8．为了有效控制雾霾，各地积极采取措施改善大气质量，研究并有效控制空气中的氮氧化物含量、使用清洁能源显得尤为重要．
（1）已知：4NH3（g）+5O2（g）═4NO（g）+6H2O（g）△H=-905.48kJ•mol-1
N2（g）+O2（g）═2NO（g）△H=+180.50kJ•mol-1
则4NH3（g）+6NO（g）═5N2（g）+6H2O（g）的△H=4NH3（g）+6NO（g）=5N2（g）+6H2O（g）△H=-1807.98kJ/mol．
（2）某化学小组查阅资料知2NO（g）+O2（g）═2NO2（g）的反应历程分两步：
第一步：2NO（g）═N2O2（g） （快）△H1＜0
v1正=k1正c2（NO）；v1逆=k1逆c（N2O2）
第二步：N2O2（g）+O2（g）═2NO2（g） （慢）△H2＜0
v2正=k2正c（N2O2）c（O2）；v2逆=k2逆c2（NO2）
①2NO（g）+O2（g）═2NO2（g）的反应速率主要是由第二步（填“第一步”或“第二步”）反应决定．
②一定温度下，反应2NO（g）+O2（g）═2NO2（g）达到平衡状态，请写出用k1正、k1逆、k2正、k2逆表示的平衡常数表达式K=$\frac{{k}_{1正}•{k}_{2正}}{{k}_{1逆}•{k}_{2逆}}$．升高温度，K值减小（填“增大”、“减小”或“不变”）．
（3）利用活性炭涂层排气管处理NOx的反应为：xC（s）+2NOx（g）═N2（g）+xCO2（g）△H＜0
理论上，适当增加汽车排气管（内壁为活性炭涂层）长度能（填“能”或“不能”）使NOx更加有效地转化为无毒尾气而排放，其原因是增加排气管长度，相当于增大了NOx与活性炭涂层的接触面积，能加快化学反应速率；延长了二者的接触时间，使反应更充分．
（4）一定量的CO2与足量的碳在体积可变的恒压密闭容器中反应：C（s）+CO2（g）?2CO（g）．平衡时，体系中气体体积分数与温度的关系如图所示：

800℃时，反应达平衡时CO2的转化率为86.9%（保留一位小数）．
（5）氢气是一种重要的清洁能源，Mg2Cu是一种储氢合金．350℃时，Mg2Cu与H2反应，生成MgCu2和仅含一种金属元素的氢化物（其中氢的质量分数为0.077）．Mg2Cu与H2反应的化学方程式为2Mg2Cu+3H2$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$MgCu2+3MgH2．
5．红磷P（s）和Cl2（g）发生反应生成PCl3（g）和PCl5（g）．反应过程和能量关系如图所示（图中的△H表示生成1mol产物的数据）．

根据上图回答下列问题：
（1）PCl5分解成PCl3和Cl2的分解反应是一个可逆反应，温度T1时，在密闭容器中加入0.80molPCl5，反应达到平衡时PCl5还剩0.60mol，其分解率α1等于25%；若反应温度由T1升高到T2，平衡时PCl5的分解率为α2，α2大于α1（填“大于”、“小于”或“等于”）．
（2）工业上制备PCl5通常分两步进行，先将P和Cl2反应生成中间产物PCl3，然后降温，再和Cl2反应生成PCl5．原因是两步反应均为放热反应，降低温度有利于提高产率，防止产物分解．
（3）P和Cl2分两步反应生成1molPCl5的△H3=-399kJ/mol，P和Cl2一步反应生成1molPCl5的△H4等于△H3（填“大于”、“小于”或“等于”）．
6．“嫦娥二号”探月卫星于2010年10月1日18时59分57秒在西昌卫星发射中心发射升空，并获得了圆满成功．据悉，发射“嫦娥二号”探月卫星发射任务的长征三号丙运载火箭使用肼为燃料．已知肼的化学式为N2H4，若1g肼中含有的原子总数为a，则阿伏加德罗常数NA的数值可表示为（　　）
A．$\frac{16a}{3}$B．aC．32aD．$\frac{a}{32}$

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