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    某研究小组利用反应CO（g）+H2O（g）?CO2（g）+2H2（g）△H=-41.2kJ/mol，制备CO2与H2的混合气体，并进一步研究CO2与H2以不同的体积之比混合时在合适条件下的反应情况．请回答下列问题：
    （1）850℃时，向一体积为10L的恒容密闭容器中通入一定量的CO（g）和H2O（g），CO（g）和H2O（g）的浓度随时间变化的曲线如图所示，下列说法正确的是
    CD
    CD
    （填序号）．
    A．达到平衡时，氢气的物质的量是0.12mol
    B．达到平衡时，反应体系最终会放出49.44kJ热量
    C．从第4min开始，混合气体的平均相对分子质量才不再变化
    D．第6min时，若升高温度，该反应的化学平衡常数会减小
    （2）850℃时，若向容积为2L的密闭容器中同时充入1.0mol CO、3.0mol H2O（g）、1.0mol CO2和x mol H2，要使上述反应开始时向正反应方向进行，则x应满足的条件是
    x＜3
    x＜3
    ．
    （3）850℃时，若向容积为2L的密闭容器中同时充入1.0mol CO和2.0mol H2O（g），达  到平衡时，CO的转化率是
    66.7%
    66.7%
    （小数点后保留1位有效数字）．
    分析：（1）A．由图可知，平衡时△c（CO）=0.2mol/L-0.08mol/L=0.12mol/L，利用浓度变化量之比等于化学计量数之比计算△c（H2），再根据n=cV计算n（H2）；
    B．850℃时该反应的反应热△H≠-41.2kJ/mol；
    C．随反应进行，混合气体总质量不变，总物质的量减小，平均相对分子质量增大，平衡时混合气体的平均相对分子质量不变化；
    D．该反应正反应是放热反应，升高温度平衡向逆反应移动；
    （2）计算850℃时该反应的平衡常数，用x表示出浓度商Qc，平衡向正反应方向移动，浓度商小于平衡常数；
    （3）令平衡时参加反应的CO为ymol，利用三段式表示出平衡时各组分的物质的量，根据平衡常数列方程计算y的值，再利用转化率定义计算．
    解答：解：（1）A．由图可知，平衡时△c（CO）=0.2mol/L-0.08mol/L=0.12mol/L，浓度变化量之比等于化学计量数之比，故△c（H2）=△c（CO）=0.12mol/L，故n（H2）=0.12mol/L×10L=1.2mol，故A错误；
    B．生成1.2mol氢气，通常条件下放出的热量为41.2kJ×
    1.2mol
    1mol
    =49.44kJ，850℃时该反应的反应热△H≠-41.2kJ/mol，故B错误；
    C．由图可知4min时到达平衡，随反应进行，混合气体总质量不变，总物质的量减小，平均相对分子质量增大，平衡时混合气体的平均相对分子质量不变化，故C正确；
    D．该反应正反应是放热反应，升高温度平衡向逆反应移动，平衡常数减小，故D正确；
    故选CD．
    （2）由图可知，平衡时CO的浓度为0.08mol/L，则：
                 CO（g）+H2O（g）?CO2（g）+H2（g）
    开始（mol/L）：0.2    0.3       0       0      
    变化（mol/L）：0.12   0.12      0.12    0.12
    变化（mol/L）：0.08   0.18      0.12    0.12
    故平衡常数k=
    0.12×0.12
    0.08×0.18
    =1，
    平衡向正反应方向移动，浓度商小于平衡常数，即
    1×x
    1×3
    ＜1，解得x＜3，
    故答案为：x＜3；
    （3）令平衡时参加反应的CO为ymol，则：
               CO（g）+H2O（g）?CO2（g）+H2（g）
    开始（mol）：1       2       0        0      
    变化（mol）：y       y       y        y
    变化（mol）：1-y     2-y     y        y 
    反应前后气体体积不变，故
    y×y
    (1-y)×(2-y)
    =1，解得y=
    2
    3
    mol，
    故CO的转化率为
    2
    3
    mol
    1mol
    ×100%=66.7%，
    故答案为：66.7%．
    点评：本题考查化学平衡图象及有关计算、平衡常数计算与应用、热化学方程式等，难度中等，（1）B选项为易错点，容易忽略热化学方程式的所处条件．
    练习册系列答案
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    科目：高中化学 来源：2013届重庆市九校联盟高三上学期期末考试化学试卷（带解析） 题型：填空题

    在一固定容积的密闭容器中进行着如下反应：
    CO2(g) + H2(g)   CO(g) + H2O(g)，其平衡常数Ｋ和温度t的关系如下：

    t℃
    		700
    		800
    		850
    		1000
    		1200
    K
    		2.6
    		1.7
    		1.0
    		0.9
    		0.6
    (1) K的表达式为：　         　  　　；该反应的正反应为　　        　反应（“吸热”或“放热”）
    (2) 能判断该反应是否已经达到化学平衡状态的是：               
    Ａ．容器中压强不变　　      Ｂ．混合气体中CO浓度不变
    Ｃ．v(H2)正= v(H2O)逆　　    D．c(CO2) = c(CO)　
    （3）某研究小组利用反应：CO(g)+H2O(g)  H2(g)+CO2(g)  △H=－41.2kJ/mol，制备CO2与H2的混合气体。用碱液吸收一定量CO2的方法来提高混合气中H2与CO2的体积比。若以1L1.5mol/L的NaOH溶液充分吸收了22.4L（已折算为标准状况下体积）CO2，则吸收后溶液中各离子浓度从大到小的顺序是                                。
    （4）如将H2与CO2以4:1的体积比混合，在适当的条件下可制得CH4。已知：
    CH4 (g) + 2O2(g)  CO2(g)+ 2H2O（1）  ΔH1＝－890.3 kJ/mol 
    H2(g) + 1/2O2(g)  H2O（1）           ΔH2＝－285.8 kJ/mol 
    则CO2(g)与H2(g)反应生成CH4(g)与液态水的热化学方程式是                     。
    （5）熔融盐燃料电池如下图：

    该图是以熔融碳酸盐为电解质，以CH4为燃料，空气为氧化剂，稀土金属材料为电极。已知负极的电极反应是CH4 +4CO32－－8e－=5CO2+2H2O。正极的电极反应是_______ 。为了使该燃料电池长时间稳定运行，电池的电解质组成应保持稳定。为此电池工作时必须有部分A物质参加循环，则A物质的化学式是_________。实验过程中，若通入了标准状况下空气448L（假设空气中O2体积分数为20%），则熔融盐燃料电池消耗标准状况下CH4____________L。

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    科目：高中化学 来源：2014届江西省赣州市高三上学期期中考试化学试卷（解析版） 题型：填空题

    近年来，由于温室效应和资源短缺等问题，关于CO2和碳酸盐应用的研究受到人们的重视。某研究小组利用反应：CO(g)+H2O(g)H2(g)+CO2(g)  △H＝－41.2kJ/mol ，制备CO2与H2 的混合气体，并进一步研究CO2与H2以不同的体积比混合时在合适条件下的反应产物应用。

    (1) 已知：850℃时在一体积为10 L的恒容密闭容器中，通入一定量的CO和H2O，CO和H2O浓度变化如图1所示：

    下列说法正确的是       （填序号）

    A.达到平衡时，氢气的物质的量是0.12mol

    B.达到平衡时，反应体系最终会放出49.44kJ热量

    C.在0—4min，混合气体的平均相对分子质量增大

    D.第6min时，若升高温度，反应平衡常数会减小

    E.第8min时，若充入氦气，会导致v正(CO)＜v逆(H2O)

    (2) 850 ℃时，若在容积为2 L的密闭容器中同时充入1.0 mol CO，3.0 mol H2O，1.0 mol CO2和x mol H2。若要使上述反应开始时向正反应方向进行，则x应满足的条件是                         。

    (3) 如将H2 与CO2以4:1的体积比混合，在适当的条件下可制得CH4。已知：

    CH4 (g)+2O2(g)=CO2(g)+ 2H2O(l)   ΔH1＝－890.3 kJ/mol

    H2(g)+1/2O2(g)=H2O(l)            ΔH2＝－285.8 kJ/mol

    则CO2(g)与H2(g)反应生成CH4(g)与液态水的热化学方程式是                               。

    (4) 熔融盐燃料电池(见图2）是以熔融碳酸盐为电解质，以CH4为燃料，空气为氧化剂，稀土金属材料为电极。已知负极的电极反应是CH4 +4CO32－－8e－=5CO2+2H2O。正极的电极反应是________。为了使该燃料电池长时间稳定运行，电池的电解质组成应保持稳定。为此电池工作时必须有部分A物质参加循环，则A物质的化学式是_________。实验过程中，若通入了标准状况下空气448 L（假设空气中O2体积分数为20%），则熔融盐燃料电池消耗标准状况下CH4____________L。

     

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    科目：高中化学 来源：2012-2013学年重庆市九校联盟高三上学期期末考试化学试卷（解析版） 题型：填空题

    在一固定容积的密闭容器中进行着如下反应：

    CO2(g) + H2(g)   CO(g) + H2O(g)，其平衡常数Ｋ和温度t的关系如下：

    t℃

    700

    800

    850

    1000

    1200

    K

    2.6

    1.7

    1.0

    0.9

    0.6

    (1) K的表达式为：　         　  　　；该反应的正反应为　　        　反应（“吸热”或“放热”）

    (2) 能判断该反应是否已经达到化学平衡状态的是：               

    Ａ．容器中压强不变　　      Ｂ．混合气体中CO浓度不变

    Ｃ．v(H2)正= v(H2O)逆　　    D．c(CO2) = c(CO)　

    （3）某研究小组利用反应：CO(g)+H2O(g)  H2(g)+CO2(g)  △H=－41.2kJ/mol，制备CO2与H2的混合气体。用碱液吸收一定量CO2的方法来提高混合气中H2与CO2的体积比。若以1L1.5mol/L的NaOH溶液充分吸收了22.4L（已折算为标准状况下体积）CO2，则吸收后溶液中各离子浓度从大到小的顺序是                                。

    （4）如将H2与CO2以4:1的体积比混合，在适当的条件下可制得CH4。已知：

    CH4 (g) + 2O2(g)  CO2(g)+ 2H2O（1）  ΔH1＝－890.3 kJ/mol 

    H2(g) + 1/2O2(g)  H2O（1）           ΔH2＝－285.8 kJ/mol 

    则CO2(g)与H2(g)反应生成CH4(g)与液态水的热化学方程式是                     。

    （5）熔融盐燃料电池如下图：

    该图是以熔融碳酸盐为电解质，以CH4为燃料，空气为氧化剂，稀土金属材料为电极。已知负极的电极反应是CH4 +4CO32－－8e－=5CO2+2H2O。正极的电极反应是_______ 。为了使该燃料电池长时间稳定运行，电池的电解质组成应保持稳定。为此电池工作时必须有部分A物质参加循环，则A物质的化学式是_________。实验过程中，若通入了标准状况下空气448L（假设空气中O2体积分数为20%），则熔融盐燃料电池消耗标准状况下CH4____________L。

     

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    科目：高中化学 来源：江西省模拟题 题型：填空题

    近年来，由于温室效应和资源短缺等问题，关于CO2和碳酸盐应用的研究受到人们的重视。某研究小组利用反应：CO(g)+H2O(g)H2(g)+CO2(g)  △H=－41.2kJ/mol ，制备CO2与H2 的混合气体，并进一步研究CO2与H2以不同的体积比混合时在合适条件下的反应产物应用。
    (1)已知：850℃时在一体积为10 L的恒容密闭容器中，通入一定量的CO和H2O，CO和H2O浓度变化如图1所示：
    下列说法正确的是__________（填序号）   
    A.达到平衡时，氢气的物质的量是0.12mol    
    B.达到平衡时，反应体系最终会放出49.44kJ热量    
    C.第4min始，混合气体的平均相对分子质量不再变化    
    D.第6min时，若升高温度，反应平衡常数会减小    
    E.第8min时，若充入氦气，会导致v正(CO)<v逆(H2O)
    (2) 850 ℃时，若在容积为2 L的密闭容器中同时充入1.0 mol CO，3.0 mol H2O，1.0 mol CO2和x mol H2。若要使上述反应开始时向正反应方向进行，则x应满足的条件是________。
    (3)研究小组采用碱液吸收一定量CO2的方法来提高混合气中H2与CO2的体积比。若以1L 1.5mol/L的NaOH溶液充分吸收了22.4L（已折算为标准状况下体积）CO2，则吸收后溶液中各离子浓度从大到小的顺序是________________。
    (4) 如将H2 与CO2以4:1的体积比混合，在适当的条件下可制得CH4。
    已知：CH4(g) + 2O2(g)CO2(g)+ 2H2O(l)   ΔH1＝－890.3 kJ/mol   
    H2(g) + 1/2O2(g)H2O(l)     ΔH2＝－285.8 kJ/mol   
    则CO2(g)与H2(g)反应生成CH4(g)与液态水的热化学方程式是__________________。
    (5) 熔融盐燃料电池(见图2）是以熔融碳酸盐为电解质，以CH4为燃料，空气为氧化剂，稀土金属材料为电极。已知负极的电极反应是CH4 +4CO32－－8e－=5CO2+2H2O。正极的电极反应是________。为了使该燃料电池长时间稳定运行，电池的电解质组成应保持稳定。为此电池工作时必须有部分A物质参加循环,则A物质的化学式是_________。实验过程中，若通入了标准状况下空气448 L（假设空气中O2体积分数为20%），则熔融盐燃料电池消耗标准状况下CH4____________L。

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