题目内容

4．已知在1273K时发生反应Fe（s）+H2O（g）?FeO（s）+H2（g）；现在固定容积为2.0L的密闭容器中进行该反应，试解答下列问题：
（1）其他条件不变，缩小该容器体积，反应速率增大 （填“增大”、“减小”或“不变”）
（2）若降温后H2的百分含量减少，则正反应是吸热反应（选填“吸热”、“放热”）．
（3）能判断该反应达到化学平衡状态的依据是b；
a．混合气体的压强保持不变       b．H2的浓度不再改变
c．消耗H2O的物质的量与生成H2的物质的量之比为1：1
d．Fe、H2O、FeO、H2的物质的量之比为1：1：1：1
（4）利用水煤气合成二甲醚的三步反应如下：
①2H2（g）+CO（g）═CH3OH（g）；△H=-90.8kJ•mol-1
②2CH3OH（g）═CH3OCH3（g）+H2O（g）；△H=-23.5kJ•mol-1
③CO（g）+H2O（g）═CO2（g）+H2（g）；△H=-41.3kJ•mol-1
总反应：3H2（g）+3CO（g）═CH3OCH3（g）+CO2 （g）的△H=-246.4kJ/mol；
一定条件下的密闭容器中，该总反应达到平衡，要提高CO的转化率，可以采取的措施是c（填字母代号）．
a．高温高压   b．加入催化剂    c．减少CO2的浓度   d．增加CO的浓度   e．分离出二甲醚．

分析 （1）缩小该容器体积，浓度增大，反应速率增大；
（2）若降温后H2的百分含量减少，平衡向逆反应方向移动；
（3）达到平衡时，正逆反应速率相等，各物质的浓度不变，以此衍生的物理量不变，以此判断；
（4）根据盖斯定律，观察目标方程式可知，①×2+②+③，即得到3H2（g）+3CO（g）?CH3OCH3（g）+CO2 （g），故△H=2△H1+△H2+△H3=-246.4kJ•mol-1．

解答 解：（1）缩小该容器体积，浓度增大，反应速率增大，故答案为：增大；
（2）若降温后H2的百分含量减少，平衡向逆反应方向移动，即向放热方向移动，则正反应吸热，故答案为：吸热；
（3）a．反应前后气体的体积不变，无论是否达到平衡状态，混合气体的压强保持不变，不能说明达到平衡状态，故a错误；
b．H2的浓度不再改变，可说明达到平衡状态，故b正确；
c．消耗H2O的物质的量与生成H2的物质的量之比，符合转化的物质的量之比等于计量数之比，但不能说明达到平衡状态，故c错误，
d．Fe、H2O、FeO、H2的物质的量之比取决于转化的程度，1：1：1：1不能说明达到平衡状态，故d错误；
故答案为：b；
（4）①2H2（g）+CO（g）?CH3OH（g）；△H=-90.8kJ•mol-1
②2CH3OH（g）?CH3OCH3（g）+H2O（g）；△H=-23.5kJ•mol-1
③CO（g）+H2O （g）?CO2（g）+H2（g）；△H=-41.3kJ•mol-1
依据盖斯定律计算，①×2+②+③，得到总反应的热化学方程式：3H2（g）+3CO（g）?CH3OCH3（g）+CO2（g）△H=-246.4kJ/mol；
a．升高温度能提高反应速率，但平衡向逆反应方向移动，转化率减小，故a错误；　
b．催化剂不影响平衡移动，加入催化剂能提高反应速率，但不能提高CO的转化率，故b错误；　
c．减少CO2的浓度，平衡向正反应移动，CO的转化率增大，故c正确；
d．增加CO的浓度，反应速率增大，平衡向正反应移动，但CO的转化率减小，故d错误；
e．分离出二甲醚，平衡向正反应反应移动，但反应速率减慢，故e错误；
故答案为：-246.4kJ/mol；c．

点评 本题考查较为综合，涉及化学反应速率的影响因素以及平衡状态的判断，难度不大，注意把握相关基础知识的积累．

练习册系列答案
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已知：
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（2）写出A的结构简式：A：
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15．目前用途最广、用量最大的合金是（　　）
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19．表格中的各种情况，可以用如图的曲线表示的是（　　）
 反  应纵坐标甲乙
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