Question

（16分）水煤氣（CO 和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＝ +131.3 kJ?mol－1

（1）該反應的平衡常數(shù)K隨溫度的升高而___________（增大 / 減小 / 不變）。

（2）上述反應達到平衡后，將體系中的C (s)全部移走，平衡_______________（向左移 / 向右移 / 不移動）。

（3）下列事實能說明該反應在一定條件下已達到平衡狀態(tài)的有_______（填序號）。

A．單位體積內(nèi)每消耗1 mol CO的同時生成1molH2

B．混合氣體總物質(zhì)的量保持不變

C．生成H2O(g)的速率與消耗CO的速率相等

D．H2O(g)、CO、H2的濃度相等

（4）上述反應在t0時刻達到平衡（如下圖），若在t1時刻改變某一條件，請在右圖中繼續(xù)畫出t1時刻之后c(CO)隨時間的變化。

① 縮小容器體積（用實線表示）。

② 降低溫度（用虛線表示）。

（5）某溫度下，將6.0 mol H2O(g)和足量的炭充入2 L的密閉容器中，發(fā)生如下反應，

C (s) + H2O(g) CO (g) +H2 (g)，達到平衡時測得lgK= -1.0，求此溫度下H2O(g)的

轉(zhuǎn)化率（計算結(jié)果保留3位有效數(shù)字，要求寫出計算過程）。

（6）己知：① C (s) + H2O(l) CO (g) +H2 (g) △H1

② 2CO(g) + O2(g) ＝ 2CO2 (g) △H 2

③ H2O (l)＝ H2 (g) +1/2 O2 (g) △H 3

則2C (s) + O2 (g) ＝ 2CO2 (g)的△H ＝ _________ ____。

 

Answer 1

（16分）

（1）增大（2分）。（2）向左移（2分）。（3）A B（2分、漏一個扣1分、錯選1個扣1分）

（4）2+2=4分     （6）2ΔH1+ΔH2-2ΔH3（2分）

（5）（4分）【解析】 假設H2O(g)轉(zhuǎn)化了x mol/L，依題意有： C (s) + H2O(g) CO (g) +H2 (g) 初始濃度（mol/L） 3.0 0 0 轉(zhuǎn)化濃度（mol/L） x x x 平衡濃度（mol/L） 3.0 - x x x （2分） K= c( CO )·（c(H2)/ （c(H2O)=1/10，解得x=1/2（1分） 所以α（H2O）=16.7%（1分）

【解析】

試題分析：（1）該反應是吸熱反應，溫度升高，平衡正向移動，生成物濃度增大，反應物濃度減小，所以化學平衡常數(shù)增大；

（2）將體系中的C (s)全部移走，根據(jù)反應的可逆性，平衡會向左移動；

（3）A、單位體積內(nèi)每消耗1 mol CO的同時生成1molH2，符合正逆反應速率相等，說明已達平衡，正確；B、該反應是混合氣體的物質(zhì)的量發(fā)生變化的可逆反應，所以當混合氣體總物質(zhì)的量保持不變時證明已達平衡，正確；C、生成H2O(g)的速率與消耗CO的速率都表示逆反應速率，不能判斷平衡是否到達，錯誤；D、H2O(g)、CO、H2的濃度相等的狀態(tài)不一定是平衡狀態(tài)，錯誤，答案選AB。

（4）①縮小容器的體積，壓強增大，平衡逆向移動，CO的濃度減小，但最終仍比原來大，圖像自t1時刻上方逐漸下降到原直線的上方后再保持不變；②降低溫度，平衡逆向移動，CO的濃度減小到不變，圖像在原來的位置一直下降至不變，如圖

（5）根據(jù)lgK= -1.0，可得K=0.1，假設H2O(g)轉(zhuǎn)化了x mol/L，依題意有：

C (s) + H2O(g) CO (g) +H2 (g)

初始濃度（mol/L） 3.0 0 0

轉(zhuǎn)化濃度（mol/L） x x x

平衡濃度（mol/L） 3.0 - x x x

所以K=x2/(3.0-x)=0.1，解得x=1/2，則水蒸氣的轉(zhuǎn)化率是1/2/3.0=16.7%；

（6）根據(jù)蓋斯定律可知所求2C (s) + O2 (g) ＝ 2CO2 (g)的△H= 2△H1+△H2-2△H3。

考點：考查化學平衡理論的應用，平衡常數(shù)的計算，蓋斯定律的應用