Question

【题目】新华社报道：全国农村应当在“绿色生态·美丽多彩·低碳节能·循环发展”的理念引导下，更快更好地发展“中国绿色村庄”，参与“亚太国际低碳农庄”建设。可见“低碳循环”已经引起了国民的重视，试回答下列问题：

(1)煤的气化和液化可以提高燃料的利用率。

已知25℃、101 kPa时：

①C(s)＋O2(g)===CO(g)　ΔH＝－126.4 kJ/mol

②2H2(g)＋O2(g)===2H2O(l)　ΔH＝－571.6 kJ/mol

③H2O(g)===H2O(l)　ΔH＝－44 kJ/mol

则在25℃、101kPa时：

C(s)＋H2O(g)===CO(g)＋H2(g)　ΔH＝________。

(2)高炉炼铁是CO气体的重要用途之一，其基本反应为：FeO(s)＋CO(g) Fe(s)＋CO2(g)　ΔH>0

已知在1100℃时，该反应的化学平衡常数K＝0.263。

①温度升高，化学平衡移动后达到新的平衡，此时平衡常数K值________(填“增大”“减小”或“不变”)。

②1 100℃时测得高炉中，c(CO2)＝0.025 mol/L，c(CO)＝0.1 mol/L，则在这种情况下，该反应是否处于化学平衡状态？________(填“是”或“否”)，其判断依据是______________________。

(3)目前工业上可用CO2来生产燃料甲醇，有关反应为：CO2(g)＋3H2(g) CH3OH(g)＋H2O(g) ΔH＝－49.0 kJ/mol。

现向体积为1 L的密闭容器中，充入1 mol CO2和3 mol H2，反应过程中测得CO2和CH3OH(g)的浓度随时间的变化如下图所示。

①从反应开始到平衡，氢气的平均反应速率v(H2)＝________。

②下列措施能使增大的是______(填字母)。

A．升高温度 B．再充入H2 C．再充入CO2

D．将H2O(g)从体系中分离 E．充入He(g)，使体系压强增大

Answer 1

【答案】＋115.4 kJ/mol 增大 否 浓度商Q小于平衡常数K 0.225 mol/(L·min) BD

【解析】

(1)依据盖斯定律解答，从所求反应出发，分析反应物和生成物的位置，通过方程式的加减分析解答；

(2)根据影响化学平衡常数K的因素以及K与Qc 的关系，分析解答；

(3)①可利用速率之比等于化学计量数之比，先求图上有明显的数据的物质的化学反应速率，再求得答案；②根据平衡移动的影响因素分析判断。

(1)①C(s)+ O2(g)═CO(g)△H=-126.4kJmol-1，②2H2(g)+O2(g)═2H2O(l)△H=-571.6kJmol-1，③H2O(g)═H2O(l)△H=-44kJmol-1，根据盖斯定律，①-②×+③得：C(s)+H2O(g)═CO(g)+H2(g)△H=(-126.4kJmol-1)-(-571.6kJmol-1)÷2+(-44kJmol-1)=+115.4kJ/mol，故答案为：+115.4kJ/mol；

(2)①FeO(s)+CO(g)Fe(s)+CO2(g)△H＞0，升温时，平衡正向移动，K增大，故答案为：增大；

②Qc===0.25≠0.263≠K，反应未达平衡；K=Qc时是化学平衡状态，K≠Qc时未达平衡，故答案为：否；Qc=0.25＜K=0.263；

(3)①v(CO2)==0.075mol/(Lmin)，速率之比等于化学计量数之比，有v(H2)=0.075mol/(Lmin)×3=0.225mol/(Lmin)，故答案为：0.225mol/(Lmin)；

②使增大，可以是平衡正向移动，或增大c(CH3OH)或减小c(CO2)。A、升温时，平衡逆向移动，故A错误；B、充入H2，平衡正向移动，且增大了c(CH3OH)，减小了c(CO2)，故B正确；C、再充入CO2 ，平衡虽正向移动，c(CH3OH)增大，但c(CO2)增大更多，故C错误；D、分离出水，可使平衡正向移动，且增大了c(CH3OH)，减小了c(CO2)，故D正确；E、体系压强增大了，但相关气体分压没变，平衡不移动，故E错误；故答案为：BD。