Question

17．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）
一定溫度下，在一個(gè)容積固定的密閉容器中，發(fā)生上述反應(yīng)，下列能判斷該反應(yīng)達(dá)到化學(xué)平衡狀態(tài)的是bc．（填字母）
a．容器中的壓強(qiáng)不再改變
b.1mol H-H鍵斷裂的同時(shí)斷裂2mol H-O鍵
c．v_正（CO）=v_逆（H₂O）
d．c（CO）=c（H₂）
（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，進(jìn)行反應(yīng)CO（g）+H₂O（g）?CO₂（g）+H₂（g），得到如下三組數(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

實(shí)驗(yàn)1中以v（CO）表示的反應(yīng)速率為0.16mol/（L•min）．
（3）目前工業(yè)上有一種方法是用CO₂來(lái)生產(chǎn)甲醇．一定條件下發(fā)生反應(yīng)：
CO₂（g）+3H₂（g）?CH₃OH（g）+H₂O（g），如圖表示該反應(yīng)進(jìn)行過(guò)程中能量的變化．在體積為1L的恒容密閉容器中，充入1mol CO₂和3mol H₂反應(yīng)達(dá)到平衡后，降低溫度能使c（CH₃OH）增大（填“增大”“減小”或“不變”）．

Answer 1

分析 （1）反應(yīng)達(dá)到平衡狀態(tài)時(shí)，正逆反應(yīng)速率相等，平衡時(shí)各種物質(zhì)的物質(zhì)的量、濃度、含量等不再發(fā)生變化，以及由此衍生的其它量不變，可由此進(jìn)行判斷；
（2）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=$\frac{\frac{△n}{V}}{△t}$計(jì)算v（CO）；
（3）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)，降溫平衡正向進(jìn)行．

解答 解：（1）a．反應(yīng)前后氣體的物質(zhì)的量不發(fā)生變化，容器中始終壓強(qiáng)不變，不能說(shuō)明反應(yīng)到達(dá)平衡，故a錯(cuò)誤；
b．l molH-H鍵斷裂的同時(shí)斷裂2mol H-O鍵，斷裂2mol H-O鍵同時(shí)生成l molH-H鍵，說(shuō)明反應(yīng)到達(dá)平衡，故b正確；
c．根據(jù)反應(yīng)可知，自始至終v_正（CO）=v_正（H₂O），若v_正（CO）=v_逆（H₂O），則v_正（H₂O）=v_逆（H₂O），說(shuō)明反應(yīng)到達(dá)平衡，故c正確；
d．根據(jù)反應(yīng)可知，自始至終c（CO）=c（H₂），不能說(shuō)明反應(yīng)到達(dá)平衡，故d錯(cuò)誤；
故選：bc；
（2）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）=$\frac{\frac{△n}{V}}{△t}$=$\frac{\frac{1.6mol}{2L}}{5min}$=0.16mol/L•min，故答案為：0.16mol/（L•min）；
（3）實(shí)驗(yàn)1中CO的轉(zhuǎn)化率為$\frac{4mol-2.4mol}{4mol}$×100%=40%，實(shí)驗(yàn)2中CO的轉(zhuǎn)化率為$\frac{2mol-1.6mol}{2mol}$×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，逆反應(yīng)是吸熱反應(yīng)，在體積為1L的恒容密閉容器中，充入1mol CO₂和3mol H₂反應(yīng)達(dá)到平衡后，反應(yīng)為：CO₂（g）+3H₂（g）?CH₃OH（g）+H₂O（g），降低溫度平衡正向進(jìn)行，能使c（CH₃OH）增大，
故答案為：增大．

點(diǎn)評(píng) 本題考查反應(yīng)速率、化學(xué)平衡狀態(tài)判斷、化學(xué)平衡有關(guān)計(jì)算、圖象和數(shù)據(jù)的分析應(yīng)用，題目難度中等，注意對(duì)知識(shí)的理解與掌握，是對(duì)學(xué)生能力的考查．