题目内容
现代工业将煤炭气化，既可以提高燃料的利用率、减少CO、SO2等的排放，又可以扩大水煤气的广泛用途．
（1）已知：①2C（s）+O2（g）=2CO（g）△H1；
②2H2（g）+O2（g）=2H2O（l）△H2；
③H2O（g）=H2O（l）△H3．
则反应C（s）+H2O（g）=CO（g）+H2（g）△H= （用含△H1、△H2、△H3的代数式表示）
（2）CO和H2在一定条件下合成甲醇的反应为：CO（g）+2H2（g）?CH3OH（g）△H4．
现在容器均为10L的a、b、c、d、e五个密闭容器中分别充入10mol CO和20mol H2的混合气体，控制温度进行实验，测得相关数据如图1和图2．
①该反应的△H4 0（填“＞”、“＜”或“=”，下同）；该反应平衡常数的关系为K1 K2；
②300℃时，从反应开始到达到化学平衡，以H2浓度变化表示的化学反应速率是 ；计算出此温度下的平衡常数为 ．
③500℃时，将容器的容积压缩至原来的1/2，在其他条件不变的情况下，对平衡体系产生的影响是 （填字母）．
a．H2的体积分数减小 b．正反应速率加快，逆反应速率减慢
c．气体压强增加一倍 d．重新平衡时c（H2）/c（CH3OH）减小
④从平衡状态c转到d（见图2），除升高温度外，还可以采用的措施有 （写出一条即可）．判断该可逆反应在c装置中达到化学平衡状态的标志是 （填字母）．
a．v （CO消耗）=2v （H2生成） b．混合气体的密度不再改变
c．混合气体的平均分子质量不再改变 d．CO、H2、CH3OH的浓度之比为1：2：1．
（1）已知：①2C（s）+O2（g）=2CO（g）△H1；
②2H2（g）+O2（g）=2H2O（l）△H2；
③H2O（g）=H2O（l）△H3．
则反应C（s）+H2O（g）=CO（g）+H2（g）△H=
（2）CO和H2在一定条件下合成甲醇的反应为：CO（g）+2H2（g）?CH3OH（g）△H4．
现在容器均为10L的a、b、c、d、e五个密闭容器中分别充入10mol CO和20mol H2的混合气体，控制温度进行实验，测得相关数据如图1和图2．
①该反应的△H4
②300℃时，从反应开始到达到化学平衡，以H2浓度变化表示的化学反应速率是
③500℃时，将容器的容积压缩至原来的1/2，在其他条件不变的情况下，对平衡体系产生的影响是
a．H2的体积分数减小 b．正反应速率加快，逆反应速率减慢
c．气体压强增加一倍 d．重新平衡时c（H2）/c（CH3OH）减小
④从平衡状态c转到d（见图2），除升高温度外，还可以采用的措施有
a．v （CO消耗）=2v （H2生成） b．混合气体的密度不再改变
c．混合气体的平均分子质量不再改变 d．CO、H2、CH3OH的浓度之比为1：2：1．
考点：物质的量或浓度随时间的变化曲线,化学平衡的影响因素,化学平衡状态的判断
专题：化学平衡专题
分析：（1）依据热化学方程式和盖斯定律计算得到；
（2）①根据图1升判断出温度对平衡的影响，从图象可以看出，升高温度，甲醇的物质的量减少，说明正反应是放热反应；根据正反应是放热反应，温度降低，平衡正向移动，平衡常数增大；
②利用三段式进行计算；根据平衡常数的定义计算；
③该反应为体积减小的反应，容积压缩至原来的1/2，增大压强，正逆反应速率都增大，平衡正向移动，氢气的体积分数减小，c（H2）/c（CH3OH）减小，平衡移动后压强小于原来的2倍，据此判断；
④从平衡状态c转到d，甲醇含量下降，说明平衡逆向移动，可以采用减小压强的措施，根据平衡状态的判断标志作判断．
（2）①根据图1升判断出温度对平衡的影响，从图象可以看出，升高温度，甲醇的物质的量减少，说明正反应是放热反应；根据正反应是放热反应，温度降低，平衡正向移动，平衡常数增大；
②利用三段式进行计算；根据平衡常数的定义计算；
③该反应为体积减小的反应，容积压缩至原来的1/2，增大压强，正逆反应速率都增大，平衡正向移动，氢气的体积分数减小，c（H2）/c（CH3OH）减小，平衡移动后压强小于原来的2倍，据此判断；
④从平衡状态c转到d，甲醇含量下降，说明平衡逆向移动，可以采用减小压强的措施，根据平衡状态的判断标志作判断．
解答：
解：（1）2C（s）+O2（g）=2CO（g）△H1 ①
2H2（g）+O2（g）=2H2O（g）△H2 ②
盖斯定律得①-②得：2C（s）+2H2O（g）?2CO（g）+2H2（g）△H1-△H2，
则反应C（s）+H2O（g）?CO（g）+H2（g）△H=
；
故答案为：
；
（2）①图1可以看出，甲醇的物质的量为0.6mol的曲线温度大，说明升高温度，甲醇的物质的量减少，即平衡逆向移动，说明正反应是放热反应，所以△H3＜0；
因正反应是放热反应，温度降低，平衡正向移动，平衡常数增大，所以说低温时平衡常数大；
故答案为：＜；＞；
②利用三段式
CO（g）+2H2（g）?CH3OH（g）
起始（mol） 10 20 0
转化（mol） 8 16 8
平衡（mol） 2 4 8
H2的反应速率为
=0.04mol/（L?min）
平衡常数为
=
=25，
故答案为：0.04mol/（L?min）；25；
③该反应为体积减小的反应，容积压缩至原来的1/2，增大压强，正逆反应速率都增大，平衡正向移动，氢气的体积分数减小，c（H2）/c（CH3OH）减小，平衡移动后压强小于原来的2倍，故选ad；
④从平衡状态c转到d，甲醇含量下降，说明平衡逆向移动，可以采用减小压强的措施，根据平衡状态的判断标志可知：
a．当2v （CO消耗）=v （H2生成）时，正逆反应才相等，故不能说明反应处于平衡状态；
b．反应前后体积不变，气体质量守恒，所以混合气体的密度不变，不能说明反应处于平衡状态；
c．反应前后气体的物质的量变化，质量守恒，所以混合气体的平均分子质量不再改变时，说明反应处于平衡状态；
d．CO、H2、CH3OH的浓度之比为1：2：1，不能说明反应处于平衡状态；
故答案为：减小压强；c．
2H2（g）+O2（g）=2H2O（g）△H2 ②
盖斯定律得①-②得：2C（s）+2H2O（g）?2CO（g）+2H2（g）△H1-△H2，
则反应C（s）+H2O（g）?CO（g）+H2（g）△H=
| △H1-△H2 |
| 2 |
故答案为：
| △H1-△H2 |
| 2 |
（2）①图1可以看出，甲醇的物质的量为0.6mol的曲线温度大，说明升高温度，甲醇的物质的量减少，即平衡逆向移动，说明正反应是放热反应，所以△H3＜0；
因正反应是放热反应，温度降低，平衡正向移动，平衡常数增大，所以说低温时平衡常数大；
故答案为：＜；＞；
②利用三段式
CO（g）+2H2（g）?CH3OH（g）
起始（mol） 10 20 0
转化（mol） 8 16 8
平衡（mol） 2 4 8
H2的反应速率为
| ||
| 40min |
平衡常数为
| c(CH3OH) |
| c(CO)?c2(H2) |
| ||||
|
故答案为：0.04mol/（L?min）；25；
③该反应为体积减小的反应，容积压缩至原来的1/2，增大压强，正逆反应速率都增大，平衡正向移动，氢气的体积分数减小，c（H2）/c（CH3OH）减小，平衡移动后压强小于原来的2倍，故选ad；
④从平衡状态c转到d，甲醇含量下降，说明平衡逆向移动，可以采用减小压强的措施，根据平衡状态的判断标志可知：
a．当2v （CO消耗）=v （H2生成）时，正逆反应才相等，故不能说明反应处于平衡状态；
b．反应前后体积不变，气体质量守恒，所以混合气体的密度不变，不能说明反应处于平衡状态；
c．反应前后气体的物质的量变化，质量守恒，所以混合气体的平均分子质量不再改变时，说明反应处于平衡状态；
d．CO、H2、CH3OH的浓度之比为1：2：1，不能说明反应处于平衡状态；
故答案为：减小压强；c．
点评：本题主要考查盖斯定律、反应速率的计算、平衡常数的计算、影响平衡的因互等知识点，中等难度．
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