Question

【題目】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K隨溫度的升高而___________(選填“增大”“ 減小”或“不變”)

(2)上述反應達到平衡后，將體系中的C(s)部分移走，平衡____________(選填“向左移”“向右移”或“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的有___________(填序號)。

A．單位體積內每消耗1 mol CO的同時生成1molH2

B．混合氣體總物質的量保持不變

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)某溫度下，將4.0 mol H2O(g)和足量的炭充入2 L的密閉容器中，發生如下反應，C(s)＋ H2O(g) CO(g)＋H2(g)，達到平衡時測得K=1，則此溫度下H2O(g)的轉化率為________________。

(5)己知：① C(s)＋H2O(l) CO(g)＋H2(g) △H1

② 2CO(g)＋O2(g)＝2CO2 (g) △H2

③ H2O (l)＝H2 (g)＋1/2 O2 (g) △H3

則C(s)＋O2 (g)＝CO2 (g)的△H＝_____________________。

Answer 1

【答案】（1）增大（2）向左移（3）A B（4）50%（5）2ΔH1+ΔH2-2ΔH3

【解析】

試題（1）該反應為吸熱反應，溫度升高，平衡正向移動，則平衡常數K隨溫度的升高而增大；

（2）將體系中的C(s)全部移走，則體系中只有逆反應，所以平衡向左移；

（3）A．單位體積內每消耗1molCO的同時生成1molH2，則v正=v逆，達到化學平衡狀態，A正確；B．該反應為前后氣體體積改變的反應，所以當混合氣體總物質的量保持不變時，達到化學平衡狀態，B正確；C．生成H2O(g)的速率與消耗CO的速率相等，都是指逆反應速率，不能說明達到平衡狀態，C錯誤；D．H2O(g)、CO、H2的濃度相等，不能說明達到平衡狀態，D錯誤；答案選AB；

（4）C (s) + H2O(g) CO (g) +H2(g)

初始濃度（mol/L） 2 0 0

變化濃度（mol/L） a a a

平衡濃度（mol/L） 2-a a a

K=a2/(2-a)=1，則a=1；則此溫度下H2O(g)的轉化率為50%；

（5）① C (s) + H2O(l) CO (g) +H2(g) △H1

② 2CO(g) + O2(g) ＝ 2CO2(g) △H2

③ H2O (l)＝ H2(g) +1/2 O2(g) △H3

根據蓋斯定律，2×①+②-2×③得2C (s) + 2O2 (g) ＝ 2CO2(g)，則△H ＝2ΔH1+ΔH2-2ΔH3