Question

9．碳及其化合物在工业生产中有广泛的用途．回答下列问题：
（1）C（s）+H₂O（g）?CO（g）+H₂（g）△H=+131.3kJ•mol^-1，以上反应达到平衡后，在体积不变的条件下，以下措施有利于提高H₂的产率的是AD；（填序号）
A．升高温度　  B．增加碳的用量   C．加入催化剂　　D．用CO吸收剂除去CO
（2）又知，C（s）+CO₂（g）?2CO（g）△H=+172.5kJ•mol^-1，则CO（g）+H₂O（g）?CO₂（g）+H₂（g）的△H=-41.2kJ/mol；
（3）在一定温度下，将CO（g）和H₂O（g）各0.16mol分别通入到体积为2.0L的恒容密闭容器中，发生以下反应：CO（g）+H₂O（g）?CO₂（g）+H₂（g），得到如下数据：

t/min	2	4	7	9
n（H2O）/mol	0.12	0.11	0.10	0.10

①其他条件不变，降低温度，反应达到新平衡前v_（逆）＜v_（正） （填“＞”、“＜”、“=”）
②该温度下此反应的平衡常数K=0.36；
③其他条件不变，再充入0.1mol CO和0.1mol H₂O（g），平衡时CO的体积分数不变（填“增大”、“减小”、“不变”）．

Answer 1

分析 （1）达到平衡后，体积不变时，能提高H₂O的平衡转化率，应使平衡向正反应方向移动，反应是气体体积不变的吸热反应；
（2）依据热化学方程式和盖斯定律计算分析得到；
（3）①正反应放热，降温时平衡正向移动；
②平衡常数表达式为K=$\frac{生成物平衡浓度的幂次方乘积}{反应物平衡浓度的幂次方乘积}$；
③反应前后气体体积不变，等比例加入反应物，平衡与原平衡等效．

解答 解：（1）达到平衡后，体积不变时，能提高H₂O的平衡转化率，应使平衡向正反应方向移动，反应是气体体积不变的吸热反应；
A．反应是吸热反应，升高温度平衡正向进行，反应速率增大，有利于提高H₂O的平衡转化率，故A符合；
B．增加碳的用量，固体不改变化学平衡，水的转化率不变，故B不符合；   
C．加入催化剂改变化学反应速率，不改变化学平衡，水的转化率不变，故C不符合；　　
D．用CO吸收剂除去CO，平衡正向进行，水的转化率增大，故D符合；
故答案为：AD；
（2）①C（s）+CO₂（g）?2CO（g）△H=+172.5kJ•mol^-1，
②C（s）+H₂O（g）?CO（g）+H₂（g）△H=+131.3kJ•mol^-1，
依据热化学方程式和盖斯定律②-①得到，CO（g）+H₂O（g）?CO₂（g）+H₂（g），△H=-41.2kJ•mol^-1；
故答案为：-41.2kJ•mol^-1 ；
（3）①正反应放热，降温时平衡正向移动，v（正）＞v（逆），
故答案为：＜；
②CO和H₂O反应了0.06mol，则CO₂和H₂生成了0.06mol，平衡时各物质的浓度为：反应物CO和H₂O为0.05mol/L，生成物CO₂和H₂为0.03mol/L，平衡常数表达式为K=$\frac{生成物平衡浓度的幂次方乘积}{反应物平衡浓度的幂次方乘积}$=$\frac{0.03mol/L×0.03mol/L}{0.05mol/L×0.05mol/L}$=0.36，
故答案为：0.36；
③反应前后气体体积不变，与原平衡等比例加入反应物，平衡与原平衡等效，所以，平衡时各物质的浓度与原判断相同，
故答案为：不变．

点评 本题主要考查了平衡移动、盖斯定律应用、平衡常数的计算、等效平衡，题目难度中等．