Question

（16分）水煤气（CO 和H2）是重要燃料和化工原料，可用水蒸气通过炽热的炭层制得：

C (s) + H2O(g) CO (g) +H2 (g) △H＝ +131.3 kJ?mol－1

（1）该反应的平衡常数K随温度的升高而___________（增大 / 减小 / 不变）。

（2）上述反应达到平衡后，将体系中的C (s)全部移走，平衡_______________（向左移 / 向右移 / 不移动）。

（3）下列事实能说明该反应在一定条件下已达到平衡状态的有_______（填序号）。

A．单位体积内每消耗1 mol CO的同时生成1molH2

B．混合气体总物质的量保持不变

C．生成H2O(g)的速率与消耗CO的速率相等

D．H2O(g)、CO、H2的浓度相等

（4）上述反应在t0时刻达到平衡（如下图），若在t1时刻改变某一条件，请在右图中继续画出t1时刻之后c(CO)随时间的变化。

① 缩小容器体积（用实线表示）。

② 降低温度（用虚线表示）。

（5）某温度下，将6.0 mol H2O(g)和足量的炭充入2 L的密闭容器中，发生如下反应，

C (s) + H2O(g) CO (g) +H2 (g)，达到平衡时测得lgK= -1.0，求此温度下H2O(g)的

转化率（计算结果保留3位有效数字，要求写出计算过程）。

（6）己知：① C (s) + H2O(l) CO (g) +H2 (g) △H1

② 2CO(g) + O2(g) ＝ 2CO2 (g) △H 2

③ H2O (l)＝ H2 (g) +1/2 O2 (g) △H 3

则2C (s) + O2 (g) ＝ 2CO2 (g)的△H ＝ _________ ____。

 

Answer 1

（16分）

（1）增大（2分）。（2）向左移（2分）。（3）A B（2分、漏一个扣1分、错选1个扣1分）

（4）2+2=4分     （6）2ΔH1+ΔH2-2ΔH3（2分）

（5）（4分）【解析】 假设H2O(g)转化了x mol/L，依题意有： C (s) + H2O(g) CO (g) +H2 (g) 初始浓度（mol/L） 3.0 0 0 转化浓度（mol/L） x x x 平衡浓度（mol/L） 3.0 - x x x （2分） K= c( CO )·（c(H2)/ （c(H2O)=1/10，解得x=1/2（1分） 所以α（H2O）=16.7%（1分）

【解析】

试题分析：（1）该反应是吸热反应，温度升高，平衡正向移动，生成物浓度增大，反应物浓度减小，所以化学平衡常数增大；

（2）将体系中的C (s)全部移走，根据反应的可逆性，平衡会向左移动；

（3）A、单位体积内每消耗1 mol CO的同时生成1molH2，符合正逆反应速率相等，说明已达平衡，正确；B、该反应是混合气体的物质的量发生变化的可逆反应，所以当混合气体总物质的量保持不变时证明已达平衡，正确；C、生成H2O(g)的速率与消耗CO的速率都表示逆反应速率，不能判断平衡是否到达，错误；D、H2O(g)、CO、H2的浓度相等的状态不一定是平衡状态，错误，答案选AB。

（4）①缩小容器的体积，压强增大，平衡逆向移动，CO的浓度减小，但最终仍比原来大，图像自t1时刻上方逐渐下降到原直线的上方后再保持不变；②降低温度，平衡逆向移动，CO的浓度减小到不变，图像在原来的位置一直下降至不变，如图

（5）根据lgK= -1.0，可得K=0.1，假设H2O(g)转化了x mol/L，依题意有：

C (s) + H2O(g) CO (g) +H2 (g)

初始浓度（mol/L） 3.0 0 0

转化浓度（mol/L） x x x

平衡浓度（mol/L） 3.0 - x x x

所以K=x2/(3.0-x)=0.1，解得x=1/2，则水蒸气的转化率是1/2/3.0=16.7%；

（6）根据盖斯定律可知所求2C (s) + O2 (g) ＝ 2CO2 (g)的△H= 2△H1+△H2-2△H3。

考点：考查化学平衡理论的应用，平衡常数的计算，盖斯定律的应用