Question

煤化工是以煤為原料，經(jīng)過(guò)化學(xué)加工使煤轉(zhuǎn)化為氣體、液體、固體燃料以及各種化工

產(chǎn)品

產(chǎn)品的工業(yè)過(guò)程．
（1）將水蒸氣通過(guò)紅熱的碳即可產(chǎn)生水煤氣．反應(yīng)為：C（s）+H₂O（g）?CO（g）+H₂（g）△H=+131.3kJ?mol^-1
①寫出該反應(yīng)平衡常數(shù)表達(dá)式K=

[CO]?[H2]

[H2O]

．
②在一個(gè)絕熱、且容積不變的密閉容器中，發(fā)生上述反應(yīng)，下列能說(shuō)明該反應(yīng)已經(jīng)達(dá)到平衡狀態(tài)的有

bcd

．
a．c（CO）=c（H₂）                   c．容器內(nèi)反應(yīng)溫度不再改變
b．容器內(nèi)壓強(qiáng)保持不變            d．容器內(nèi)的密度保持不變
③在體積為1L的恒容密閉容器中，充入1mol CO和1mol H₂，反應(yīng)達(dá)到平衡后，下列措施能使正反應(yīng)速率加快，且c（CO）增大的是

a

．
a．升高溫度                      b．充入He（g），使體系壓強(qiáng)增大
c．將H₂O（g）從體系中分離出來(lái)      d．將H₂（g）從體系中分離出來(lái)
（2）將不同量的CO（g）和H₂O（g）分別通入到體積為2L的恒容密閉容器中，發(fā)生反應(yīng)：
CO（g）+H₂O（g）?CO₂（g）+H₂（g）△H=QkJ?mol^-1，并得到如下兩組數(shù)據(jù)：

實(shí)驗(yàn)組	溫度/℃	起始量/mol		平衡量/mol		達(dá)到平衡所 需時(shí)間/min
		H2O	CO	H2	CO
1	650	2	4	1.6	2.4	5
2	900	1	2	0.4	1.6	3

①實(shí)驗(yàn)1中以v（CO₂） 表示從反應(yīng)開始至平衡的平均反應(yīng)速率為

0.16

mol?（L?min）^-1．
②結(jié)合實(shí)驗(yàn)1和2的相關(guān)數(shù)據(jù)分析，Q

＞

0（填“＞”、“＜”或“=”）．

Answer 1

分析：（1）①根據(jù)化學(xué)平衡常數(shù)表達(dá)式完成；
②根據(jù)達(dá)到平衡狀態(tài)，各組分濃度不再變化，正逆反應(yīng)速率相等進(jìn)行判斷；
③正反應(yīng)速率加快，可以升高溫度、增大壓強(qiáng)、使用催化劑、增大濃度等措施；且c（CO）增大，平衡向著正向移動(dòng)，根據(jù)以上分析進(jìn)行判斷；
（2）①由表中數(shù)據(jù)可知，CO的物質(zhì)的量變化量為4mol-2.4mol=1.6mol，根據(jù)v=

△n V

△t

計(jì)算v（CO），再利用速率之比等于化學(xué)計(jì)量數(shù)之比計(jì)算v（CO₂）；
②第二組溫度比第一組高，反應(yīng)物物質(zhì)的量比第一組減半，但是平衡時(shí)CO₂的物質(zhì)的量比第一組的一半少，表明該反應(yīng)為放熱反應(yīng)．

解答：解：（1）①C（s）+H₂O（g）?CO（g）+H₂（g）反應(yīng)中，C是固體，表達(dá)式中不表示，該反應(yīng)的平衡常數(shù)表達(dá)式為：

[CO]?[H2]

[H2O]

，
故答案為：

[CO]?[H2]

[H2O]

；
②a．c（CO）=c（H₂），沒有告訴是正反應(yīng)還是逆反應(yīng)速率，無(wú)法判斷是否達(dá)到平衡狀態(tài)，故a錯(cuò)誤；
c．容器內(nèi)反應(yīng)溫度不再改變，該反應(yīng)是吸熱反應(yīng)，溫度不變，正逆反應(yīng)速率相等，達(dá)到了平衡狀態(tài)，故b正確；
b．容器內(nèi)壓強(qiáng)保持不變，反應(yīng)兩邊氣體化學(xué)計(jì)量數(shù)之和不相等，壓強(qiáng)不變，達(dá)到了平衡狀態(tài)，故b正確；
d．容器內(nèi)的密度保持不變，由于C是固體，反應(yīng)兩邊氣體的質(zhì)量不相等，密度不變，達(dá)到了平衡狀態(tài)，故d正確；
故選bcd．
③a．升高溫度，正逆反應(yīng)速率都增大，該反應(yīng)是吸熱反應(yīng)，化學(xué)平衡向著正向移動(dòng)，一氧化碳濃度增大，故a正確；
b．充入He（g），使體系壓強(qiáng)增大，由于反應(yīng)體系中各組分濃度沒有變化，反應(yīng)速率不變，化學(xué)平衡不移動(dòng)，故b錯(cuò)誤；
c．將H₂O（g）從體系中分離出來(lái)，反應(yīng)物濃度減小，正反應(yīng)速率減小，故c錯(cuò)誤；
d．將H₂（g）從體系中分離出來(lái)，生成物濃度減小，平衡向著正向移動(dòng)，正反應(yīng)速率大于逆反應(yīng)速率，但是反應(yīng)速率都減小了，故d錯(cuò)誤；
故選a；
（2）①由表中數(shù)據(jù)可知，CO的物質(zhì)的量變化量為4mol-2.4mol=1.6mol，v（CO）=

△n V

△t

=

1.6mol 2L

5min

=0.16mol/（L?min），速率之比等于化學(xué)計(jì)量數(shù)之比，故v（CO₂）=v（CO）=0.16mol/（L?min），
故答案為：0.16mol/（L?min）；
②實(shí)驗(yàn)1中CO的轉(zhuǎn)化率為×100%=40%，實(shí)驗(yàn)2中CO的轉(zhuǎn)化率為×100%=20%，則實(shí)驗(yàn)1的轉(zhuǎn)化率大于實(shí)驗(yàn)2，則說(shuō)明溫度升高平衡向逆反應(yīng)方向移動(dòng)，正反應(yīng)放熱，Q＞0，
故答案為：＞．

點(diǎn)評(píng)：本題考查反應(yīng)速率的計(jì)算、化學(xué)平衡有關(guān)計(jì)算等，難度中等，注意對(duì)知識(shí)的理解與掌握，是對(duì)學(xué)生能力的考查．