Question

煤化工是以煤為原料，經(jīng)過化學加工使煤轉(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)過程．
（1）將水蒸氣通過紅熱的碳即可產(chǎn)生水煤氣．反應為：C（s）+H₂O（g）?CO（g）+H₂（g）△H=+131.3kJ?mol^-1
①寫出該反應平衡常數(shù)表達式K=

[CO]?[H2]

[H2O]

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

bcd

．
a．c（CO）=c（H₂）                   c．容器內(nèi)反應溫度不再改變
b．容器內(nèi)壓強保持不變            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，反應達到平衡后，下列措施能使正反應速率加快，且c（CO）增大的是

a

．
a．升高溫度                      b．充入He（g），使體系壓強增大
c．將H₂O（g）從體系中分離出來      d．將H₂（g）從體系中分離出來
（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：
CO（g）+H₂O（g）?CO₂（g）+H₂（g）△H=QkJ?mol^-1，并得到如下兩組數(shù)據(jù)：

實驗組	溫度/℃	起始量/mol		平衡量/mol		達到平衡所 需時間/min
		H2O	CO	H2	CO
1	650	2	4	1.6	2.4	5
2	900	1	2	0.4	1.6	3

①實驗1中以v（CO₂） 表示從反應開始至平衡的平均反應速率為

0.16

mol?（L?min）^-1．
②結(jié)合實驗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)化學平衡常數(shù)表達式完成；
②根據(jù)達到平衡狀態(tài)，各組分濃度不再變化，正逆反應速率相等進行判斷；
③正反應速率加快，可以升高溫度、增大壓強、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，根據(jù)以上分析進行判斷；
（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

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

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

[CO]?[H2]

[H2O]

，
故答案為：

[CO]?[H2]

[H2O]

；
②a．c（CO）=c（H₂），沒有告訴是正反應還是逆反應速率，無法判斷是否達到平衡狀態(tài)，故a錯誤；
c．容器內(nèi)反應溫度不再改變，該反應是吸熱反應，溫度不變，正逆反應速率相等，達到了平衡狀態(tài)，故b正確；
b．容器內(nèi)壓強保持不變，反應兩邊氣體化學計量數(shù)之和不相等，壓強不變，達到了平衡狀態(tài)，故b正確；
d．容器內(nèi)的密度保持不變，由于C是固體，反應兩邊氣體的質(zhì)量不相等，密度不變，達到了平衡狀態(tài)，故d正確；
故選bcd．
③a．升高溫度，正逆反應速率都增大，該反應是吸熱反應，化學平衡向著正向移動，一氧化碳濃度增大，故a正確；
b．充入He（g），使體系壓強增大，由于反應體系中各組分濃度沒有變化，反應速率不變，化學平衡不移動，故b錯誤；
c．將H₂O（g）從體系中分離出來，反應物濃度減小，正反應速率減小，故c錯誤；
d．將H₂（g）從體系中分離出來，生成物濃度減小，平衡向著正向移動，正反應速率大于逆反應速率，但是反應速率都減小了，故d錯誤；
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），速率之比等于化學計量數(shù)之比，故v（CO₂）=v（CO）=0.16mol/（L?min），
故答案為：0.16mol/（L?min）；
②實驗1中CO的轉(zhuǎn)化率為×100%=40%，實驗2中CO的轉(zhuǎn)化率為×100%=20%，則實驗1的轉(zhuǎn)化率大于實驗2，則說明溫度升高平衡向逆反應方向移動，正反應放熱，Q＞0，
故答案為：＞．

點評：本題考查反應速率的計算、化學平衡有關(guān)計算等，難度中等，注意對知識的理解與掌握，是對學生能力的考查．