题目内容

14.水煤气(CO 和H2)是重要燃料和化工原料,可用水蒸气通过炽热的炭层制得:C(s)+H2O(g)?CO(g)+H2(g)?△H=+131.3KJ•mol
(1)该反应的平衡常数K随温度的升高而增大(选填“增大”“减小”或“不变”)
(2)上述反应达到平衡后,将体系中的C(s)部分移走,平衡向左移(选填“向左移”“向右移”或“不移动”下同).达到平衡后,增加H2O(g)的浓度,平衡向右移
(3)下列事实能说明该反应在一定条件下已达到平衡状态的有AB(填序号).
A.单位体积内每消耗1molCO的同时生成1molH2
B.混合气体总物质的量保持不变
C.生成H2O(g)的速率与消耗CO的速率相等
D.H2O(g)、CO、H2的浓度相等
(4)某温度下,将4.0molH2O(g)和足量的炭充入2 L的密闭容器中,发生如下反应,C(s)+H2O(g)?CO(g)+H2O(g),达到平衡时测得K=1,则此温度下H2O(g)的转化率为50%.

分析 (1)该反应正反应是吸热反应,升高温度平衡向正反应方向移动;
(2)将C全部移走,则正反应为0.逆反应速率大于正反应速率;增加H2O(g)的浓度,平衡向生成物的方向移动;
(3)依据平衡标志是正逆反应速率相同,各组分含量保持不变,结合反应特征和平衡移动原理分析选项;
(4)依据化学平衡三段式列式计算,转化率=$\frac{消耗量}{起始量}$×100%计算得到

解答 解:(1)该反应正反应是吸热反应,升高温度平衡向正反应方向移动,平衡常数增大;
故答案为:增大; 
(2)将C全部移走,由于是可逆反应,还会生成碳,生成的碳不能完全反应,故平衡向左移动,达到平衡后,增加H2O(g)的浓度,平衡向右移动,
故答案为:向左移;向右移; 
(3)A.单位体积内每消耗1mol CO的同时生成1molH2 ,说明对一氧化碳或氢气正逆反应速率相同,故A正确;
B.反应前后气体物质的量变化,混合气体总物质的量保持不变说明反应达到平衡状态,故B正确;
C.生成H2O(g)的速率与消耗CO的速率相等只能说明反应逆向进行,不能说明反应达到平衡状态,故C错误;
D.H2O(g)、CO、H2的浓度相等和起始量变化量有关,不能作为平衡标志,故D错误;
故答案为:AB;
(4)设H2O转化了xmol/L,依据化学平衡三段式列式计算;
                            C (s)+H2O(g)?CO (g)+H2 (g)
初始浓度(mol/L)                 2.0            0                  0
转化浓度(mol/L)                    x              x                     x
平衡浓度(mol/L)                   2.0-x         x                        x
达到平衡时测得K=1,
K=$\frac{c(CO)c({H}_{2})}{c({H}_{2}O)}$=$\frac{{x}^{2}}{2.0-x}$=1,解得x=1mol/L
所以α(H2O)=$\frac{1mol/L}{2mol/L}$×100%=50%;
故答案为:50%.

点评 本题考查较为综合,涉及化学平衡常数及有关计算、化学平衡及反应速率的影响因素、热化学方程式书写等,为高考常见题型,题目难度中等,(2)是易错点,学生容易形成定式思维,认为碳是固体,不影响平衡移动,导致错误,注意审题是将碳完全移走.

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