科學(xué)家要研究跟碳元素及其化合物相關(guān)的很多課題。
(1)焦炭可用于制取水煤氣。測得12g碳與水蒸氣完全反應(yīng)生成水煤氣時,吸收了131. 6kJ熱量,該反應(yīng)的熱化學(xué)方程式是_________ 。
(2)工業(yè)上可用焦炭冶煉金屬,若0.5mol碳完全與赤鐵礦反應(yīng),得到0.6mol鐵,同時生成2種常見氣體,則該反應(yīng)的化學(xué)方程式是_________。
(3)碳跟水蒸氣制水煤氣的反應(yīng)是一個可逆反應(yīng),下列情況下能判斷該反應(yīng)一定達(dá)到平衡狀態(tài)的是_________(選填編號.)。
A.V正(H2O)=V正(H2)
B.容器中溫度不再發(fā)生改變
C.消耗nmolH2 同時消耗nmolCO
D.容器中氣體的總物質(zhì)的量不隨時間改變
(4)溫度T1時,在一體積為2L的密閉容積中,加入2.0molCO和2.0mol的H2,反應(yīng)中c(H2O)的變化情況如圖所示,T1時反應(yīng)C(s)+H2O(g) CO(g)+H2(g)的平衡常數(shù)的數(shù)值為_________。在第5分鐘時將體系的溫發(fā)升高到T2,若在第8分鐘時達(dá)到新的平衡,請在下圖中畫出第5分鐘到9分鐘后c(H2O)濃度變化趨勢的曲線(只要求定性表示)。
(1)C(s)+H2O(g) CO(g)+H2(g)?? ?H=+131.6KJ/mol;(2)5C+3Fe2O3CO2↑+4CO↑+6Fe;(3)B D (4)8.1
【解析】
試題分析:(1)根據(jù)題意可得方程式為:C(s)+H2O(g) CO(g)+H2(g)?? ?H=+131.6KJ/mol;(2) 赤鐵礦主要成分是Fe2O3,由于0.5mol碳完全反應(yīng)得到0.6mol鐵,說明反應(yīng)的Fe2O3的物質(zhì)的量為0.3mol,因為同時生成2種常見氣體,則根據(jù)質(zhì)量守恒定律可得該反應(yīng)的化學(xué)方程式是5C+3Fe2O3CO2↑+4CO↑+6Fe;(3)A.在任何時刻都存在V正(H2O)=V正(H2)。所以不能由此確定反應(yīng)達(dá)到平衡狀態(tài)。錯誤。B. 由于該反應(yīng)伴隨著能量變化。如果反應(yīng)未達(dá)到平衡,無論向那個方向進(jìn)行,容器內(nèi)的溫度必然發(fā)生改變。若容器中溫度不再發(fā)生改變,則單位時間內(nèi)任何物質(zhì)的濃度就不再變化,即反應(yīng)達(dá)到了平衡狀態(tài)。正確。C.H2、CO都是生成物,在任何時刻都存在著消耗nmolH2 同時消耗nmolCO 的關(guān)系,所以不能由此確定反應(yīng)達(dá)到平衡狀態(tài)。錯誤。D.該反應(yīng)是個反應(yīng)前后氣體體積不等的反應(yīng),若容器中氣體的總物質(zhì)的量不隨時間改變,必然反應(yīng)達(dá)到了平衡狀態(tài)。正確。(4)化學(xué)平衡常數(shù)是可逆反應(yīng)達(dá)到平衡狀態(tài)時個生成物濃度冪指數(shù)的乘積與各反應(yīng)物濃度冪指數(shù)的乘積的比。當(dāng)反應(yīng)達(dá)到平衡狀態(tài)時,c(H2O)=0.10mol/L, c(H2)=c(CO)=0.9mol/L. 因為該反應(yīng)的正反應(yīng)為吸熱反應(yīng),所以升高溫度,化學(xué)平衡向正反應(yīng)方向移動,當(dāng)?shù)?/span>8分鐘時達(dá)到那番話狀態(tài)。其變化曲線見答案。
考點:考查化學(xué)方程式、熱化學(xué)方程式的書寫、平衡狀態(tài)的判斷、化學(xué)平衡常數(shù)的計算及平衡一定的知識。
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