Question

（10分）在一定溫度下的某容積可變的密閉容器中，建立下列化學(xué)平衡：
C(s)＋H₂O(g)CO(g)＋H₂(g)  , 試分析和回答下列問題：
（1）可認(rèn)定上述可逆反應(yīng)在一定條件下已達(dá)到化學(xué)平衡狀態(tài)的是    。

A．體系的壓強(qiáng)不再發(fā)生變化

B．v正(CO)＝v逆(H2O)

C．生成n mol CO的同時(shí)生成n mol H2

D．1 mol H－H鍵斷裂的同時(shí)斷裂2 mol H－O鍵

（2）若上述化學(xué)平衡狀態(tài)從正反應(yīng)方向開始建立，達(dá)到平衡后，縮小平衡體系的體積，則容器內(nèi)氣體的平均摩爾質(zhì)量將     （填“不變”、“變小”、“變大”）。
（3）若上述化學(xué)平衡狀態(tài)從正、逆兩反應(yīng)方向同時(shí)建立[即起始時(shí)同時(shí)投放C(s)、H₂O(g)、CO(g)、H₂(g)]，達(dá)到平衡后，試討論：
① 容積內(nèi)氣體混合物的平均摩爾質(zhì)量的取值范圍是             。
② 若給平衡體系加壓，請(qǐng)參照起始投放的氣體物質(zhì)的平均摩爾質(zhì)量（設(shè)定為₁），分別給出的變化：（填“增大”、“減小”、“不變”）

1的取值	的變化
1＜12
1＝12	不變
1＞12

Answer 1

（1）B、D（2分） （2）變大（2分） （3）①2＜＜28（2分）
② 減�。唬�2分）增大（2分）。

試題分析：（1）達(dá)到平衡狀態(tài)的標(biāo)志是正反應(yīng)速率等于逆反應(yīng)速率，B正確，D正確。這個(gè)反應(yīng)不論是否平衡，壓強(qiáng)都不會(huì)改變。C選項(xiàng)中都描述的是正反應(yīng)速率。（2）縮小平衡體積，平衡不移動(dòng)，但是密度增大，平均摩爾質(zhì)量變大。（3）①可以看到只有三種是氣體，相對(duì)分子質(zhì)量分別為H₂O(18)，CO(28)，H₂(2)，混合之后，混合氣體的平均相對(duì)分子質(zhì)量不應(yīng)該大于最大的28，也不能小于最小的2，理解方法就是極限法，假設(shè)絕大多數(shù)氣體是H₂，只有一點(diǎn)點(diǎn)H₂O和CO，平均相對(duì)分子質(zhì)量將會(huì)非常接近2。由于題目中沒有給平衡常數(shù)，所以任何氣體的組合都是可以的。所以答案為2<M<28。
②設(shè)反應(yīng)平衡時(shí)候（加壓之前）H₂O為a mol，CO為b mol，H₂為c mol
加壓以后，平衡要向逆反應(yīng)方向移動(dòng)，設(shè)反應(yīng)了x mol（x應(yīng)該小于b，c中最小的那個(gè)）
達(dá)到新平衡后，三種物質(zhì)的物質(zhì)量為a+x b-x c-x 摩爾
根據(jù)平均相對(duì)分子質(zhì)量的計(jì)算公式

很容易得到18a+28b+2c=M1(a+b+c)
消去18a+28b+2c，得

然后觀察這個(gè)式子，進(jìn)行討論即可。
（1）當(dāng)M₁=12時(shí)，M=M₁，平均相對(duì)分子質(zhì)量不變
（2）當(dāng)M₁>12時(shí)，后面的分式為正，平均相對(duì)分子質(zhì)量變大
（3）當(dāng)M₁<12時(shí)，后面的分式為負(fù)，平均相對(duì)分子質(zhì)量變小
點(diǎn)評(píng)：本題采用漸進(jìn)的題目難度來考查化學(xué)反應(yīng)平衡原理，綜合性較強(qiáng)，題目難度不大。