Question

煤化工是以煤為原料,經(jīng)過化學加工使煤轉化為氣體、液體、固體燃料以及各種化工產(chǎn)品的工業(yè)過程。

(1)已知在25 ℃、101 kPa時,C(s)、H2(g)和CO(g)燃燒的熱化學方程式分別為:

C(s)+O2(g)CO2(g)　ΔH1=-393.5 kJ/mol;

H2(g)+O2(g)H2O(g)　ΔH2=-241.8 kJ/mol;

CO(g)+O2(g)CO2(g)　ΔH3=-283.0 kJ/mol;

①則C(s)+H2O(g)CO(g)+H2(g)　ΔH=　　　　,該反應平衡常數(shù)的表達式為K=　　　　　　　　　　;升高溫度,則K值　　　　(填“變大”、“變小”或“不變”)。 

②如果①反應在容積不變的密閉容器中進行,當反應達到平衡時　　　　(填編號)。 

a.v正(CO)∶v逆(H2)=1∶1

b.碳的質量保持不變

c.v正(CO)=v逆(H2O)

d.容器中的壓強不變

③在容積不變的密閉容器中進行①反應,可以使c(CO)增大的是　　　　。 

a.升高溫度

b.充入He(g),使體系壓強增大

c.將H2(g)從體系中分離出來

d.加入催化劑

(2)將不同量的CO(g)和H2O(g)分別通入體積為2 L的恒容密閉容器中,進行反應CO(g)+H2O(g)CO2(g)+H2(g),得到如下2組數(shù)據(jù):

實驗組	溫度/℃	起始量/mol	平衡量/mol	達到平衡所 需時間/min
H2O	CO	H2	CO
1	650	2	4	1.6	2.4	5
2	900	1	2	0.4	1.6	3

①實驗1中以v(CO2)表示的反應速率為　 。 

②向實驗2的平衡混合物中再加入0.4 mol H2O(g)和0.4 mol CO2,達到新平衡時CO的轉化率　　　　(填“變大”、“變小”或“不變”)。

 

Answer 1

(1)①+131.3 kJ/mol　　變大

②abcd�、�ac

(2)①0.16 mol/(L·min)�、谧冃�

【解析】(1)①根據(jù)蓋斯定律,可得ΔH=+131.3 kJ/mol,為吸熱反應,升高溫度,平衡正向移動,平衡常數(shù)變大;②a項,生成CO的速率等于生成H2的速率又等于消耗H2的速率,正確;b項,碳的質量保持不變,則氣體的量不變,正確;c項,CO的生成速率等于H2O的消耗速率又等于H2O的生成速率,正確;d項,該反應氣體計量數(shù)之和前后不同,則壓強不變,能說明反應達到平衡,正確;③升高溫度,平衡正向移動,c(CO)增大,a正確;充入He(g),壓強增大,但平衡不移動,c(CO)不變,b錯誤;將H2(g)從體系中分離出來,平衡正向移動,c(CO)增大,c正確;催化劑不改變平衡狀態(tài),d錯誤。

(2)①可以先求出v(CO)=mol/(L·min)=0.16 mol/(L·min),根據(jù)反應速率之比等于計量數(shù)之比,

則v(CO2)=0.16 mol/(L·min);

②根據(jù)三段式計算,求得平衡狀態(tài)各物質的物質的量,

　　　　　　　CO(g)+H2O(g)CO2(g)+H2(g)

起始量mol:2100

轉化量mol:0.40.40.40.4

平衡量mol:1.60.60.40.4

容器體積為2 L,則K===,再加入0.4 mol H2O(g)和0.4 mol CO2,Qc===＞,根據(jù)化學平衡常數(shù)只與溫度有關,即K不變,則平衡逆向移動,故CO轉化率變小。