煤化工是以煤为原料,经过化学加工使煤转化为气体、固体燃料以及各种化工产品的工业过程.
(1)将水蒸气通过红热的炭即可产生水煤气,反应为:C(s)+H
2O(g)?CO(g)+H
2(g)△H=+131.3kJ/mol
①该反应能否自发进行与
有关;
②在一定温度下,在一个容积不变的密闭容器中发生上述反应,下列能判断该反应已达化学平衡状态的是
;
A.容器中的压强不变 B.容器中气体的密度不变
C.c(CO)=c(H
2) D.1 molH-H键断裂的同时断裂2mol H-O键
③在恒容密闭容器中加入1mol C(s)和1mol H
2O(g),一定温度下充分反应达到平衡,吸收热量akJ,则a=
131.3(填“>”、“<”或“=”);若开始时加入的是2mol C(s)和1mol H
2O(g),充分反应达到平衡,吸收热量为b kJ,则b
a(填“>”、“<”或“=”).
(2)将一定的CO(g)和H
2O(g)分别通入到体积为2L的恒容密闭容器中进行反应:CO(g)+H
2O(g)?CO
2(g)+H
2(g)
实验组 | 温度/℃ | 起始量/mol | 平衡量/mol | 达到平衡所需时间/min |
CO | H2O | H2 | CO2 |
1 | 650 | 4 | 2 | 1.6 | 1.6 | 5 |
2 | 830 | 1 | 4 | 0.8 | 0.8 | 3 |
3 | 830 | a | b | c | d | t |
①实验1中的v(H
2)表示的反应速率为
.
②830℃时,向容器中充入2mol CO和10mol H
2O(g),反应达到平衡后,CO的转化率为
.
③若实验3要达到与实验2相似的平衡状态(即各物质的质量分数分别相等),且t<3min,则a、b应满足的关系是
(用含a、b的数学式表示)