Question

（2010?綿陽模擬）水煤氣（主要成分：CO、H₂）是重要燃料和化工原料，可用水蒸氣通過熾熱的炭層制得：C（s）+H₂O（g）?CO （g）+H₂ （g）；△H=+131.3kJ?mol^-1
（1）某溫度下，四個(gè)容器中均進(jìn)行著上述反應(yīng)，各容器中炭足量，其它物質(zhì)的物質(zhì)的量濃度及正逆反應(yīng)速率關(guān)系如下表所示．請?zhí)顚懕碇邢鄳?yīng)的空格．

容器編號	c（H2O）/mol?L-1	c（CO）/mol?L-1	c（H2）/mol?L-1	V正、V逆比較
Ⅰ	0.06	0.60	0.10	V正=V逆
Ⅱ	0.06	0.50	0.40	？
Ⅲ	0.12	0.40	0.80	V正＜V逆
Ⅳ	0.12	0.30	？	V正=V逆

（2）另有一個(gè)容積可變的密閉容器．恒溫恒壓下，向其中加入1.0mol炭和 1.0mo l水蒸氣 （H₂¹⁶O），發(fā)生上述反應(yīng)，達(dá)到平衡時(shí)，容器的體積變?yōu)樵瓉淼?.25 倍．平衡時(shí)水蒸氣的轉(zhuǎn)化率為

25%

；向該容器中補(bǔ)充 a mol 炭，水蒸氣的轉(zhuǎn)化率將

不變

（填“增大”、“減小”、“不變”），再補(bǔ)充 a mol 水蒸氣 （H₂¹⁸O），最終容器中C¹⁶O和C¹⁸O 的物質(zhì)的量之比為

1：a

．
（3）己知：C（s）+

1

2

O₂（g）=CO（g）；△H=-110.5kJ?mol^-1
CO（g）+

1

2

O₂（g）=CO₂（g）；△H=-283.0kJ?mol^-1
H₂（g）+

1

2

O₂（g）=H₂O（g）；△H=-241.8kJ?mol^-1那么，將2.4g 炭完全轉(zhuǎn)化為水煤氣，然后再燃燒，整個(gè)過程△H=

-78.7

kJ?mol^-1．

Answer 1

分析：（1）由反應(yīng)Ⅰ達(dá)到平衡狀態(tài)，可求出反應(yīng)的平衡常數(shù)，根據(jù)平衡常數(shù)計(jì)算并判斷反應(yīng)的進(jìn)行方向；
（2）根據(jù)反應(yīng)方程式利用三段式法計(jì)算，轉(zhuǎn)化的水蒸汽為x，根據(jù)體積之比等于物質(zhì)的量之比計(jì)算；
（3）根據(jù)2.4gC與水反應(yīng)生成的CO和H₂的物質(zhì)的量，利用熱化學(xué)方程式計(jì)算．

解答：解：（1）由反應(yīng)Ⅰ達(dá)到平衡狀態(tài)可知，反應(yīng)的平衡常數(shù)K=

0.1×0.60

0.06

=1，
反應(yīng)Ⅱ中Qc=

0.4×0.5

0.06

=3.33＞1，則反應(yīng)向逆反應(yīng)方向移動，即V_正＜V_逆，
反應(yīng)Ⅳ中V_正=V_逆，說明反應(yīng)達(dá)平衡狀態(tài)，則有

0.3×c(H2)

0.12

=1，c（H₂）=0.4mol/L，
故答案為：

				V正＜V逆
			0.40

（2）根據(jù)反應(yīng)方程式利用三段式法計(jì)算，轉(zhuǎn)化的水蒸汽為x，根據(jù)體積之比等于物質(zhì)的量之比計(jì)算，
      C （s）+H₂¹⁶O（g） C¹⁶O （g）+H₂ （g）
起始：1mol               0       0
轉(zhuǎn)化：x                 x       x
平衡：1-x                x       x       
  則有：

(1-x)+x+x

1

=1.25，x=0.25mol，所以轉(zhuǎn)化率為

0.25

1

× 100%=25%，
增加固體的對反應(yīng)速率和化學(xué)平衡都沒有影響，水蒸氣的轉(zhuǎn)化率不變，
恒溫恒壓下，再補(bǔ)充 a mol 水蒸氣 （H₂¹⁸O），平衡狀態(tài)不變，為等效平衡，水的轉(zhuǎn)化率相等，則有生成的C¹⁸O 的物質(zhì)的量為a×25%=0.25a，
所以達(dá)平衡時(shí)C¹⁶O和C¹⁸O 的物質(zhì)的量之比為0.25：0.25a=1：a，
故答案為：25%；不變；1：a；  
（3）n（C）=

2.4g

12g/mol

=0.2mol，與水反應(yīng)生成0.2molCO和0.2molH₂，反應(yīng)吸收的熱量為0.2mol×131.3KJ/mol=26.26KJ，
0.2molCO完全燃燒放出的熱量為0.2mol×283KJ/mol=56.6KJ，
0.2molH₂完全燃燒放出的熱量為0.2mol×241.8KJ/mol=48.36KJ，
所以將2.4g 炭完全轉(zhuǎn)化為水煤氣，然后再燃燒，整個(gè)過程放出的熱量為56.6KJ+48.36KJ-26.26KJ=78.7KJ，
整個(gè)過程△H=-78.7kJ?mol^-1，故答案為：-78.7．

點(diǎn)評：本題考查化學(xué)平衡的有關(guān)計(jì)算，本題難度不大，做題時(shí)注意平衡常數(shù)的計(jì)算和應(yīng)用．