Question

科學(xué)家要研究跟碳元素及其化合物相關(guān)的很多課題。
（1）焦炭可用于制取水煤氣。測得12g碳與水蒸氣完全反應(yīng)生成水煤氣時，吸收了131. 6kJ熱量，該反應(yīng)的熱化學(xué)方程式是_________ 。
（2）工業(yè)上可用焦炭冶煉金屬，若0.5mol碳完全與赤鐵礦反應(yīng)，得到0.6mol鐵，同時生成2種常見氣體，則該反應(yīng)的化學(xué)方程式是_________。
（3）碳跟水蒸氣制水煤氣的反應(yīng)是一個可逆反應(yīng)，下列情況下能判斷該反應(yīng)一定達到平衡狀態(tài)的是_________（選填編號．）。

A．V正(H2O)=V正(H2)

B．容器中溫度不再發(fā)生改變

C．消耗nmolH2同時消耗nmolCO

D．容器中氣體的總物質(zhì)的量不隨時間改變

（4）溫度T₁時，在一體積為2L的密閉容積中,加入2.0molCO和2.0mol的H₂,反應(yīng)中c(H₂O)的變化情況如圖所示,T₁時反應(yīng)C(s)+H₂O(g) CO(g)+H₂(g)的平衡常數(shù)的數(shù)值為_________。在第5分鐘時將體系的溫發(fā)升高到T₂，若在第8分鐘時達到新的平衡，請在下圖中畫出第5分鐘到9分鐘后c(H₂O)濃度變化趨勢的曲線（只要求定性表示）。

Answer 1

（1）C(s)+H₂O(g)CO(g)+H₂(g)  ?H=+131.6KJ/mol；（2）5C＋3Fe₂O₃CO₂↑＋4CO↑＋6Fe；（3）B D （4）8.1

解析試題分析：（1）根據(jù)題意可得方程式為：C(s)+H₂O(g) CO(g)+H₂(g)  ?H=+131.6KJ/mol；（2） 赤鐵礦主要成分是Fe₂O₃，由于0.5mol碳完全反應(yīng)得到0.6mol鐵，說明反應(yīng)的Fe₂O₃的物質(zhì)的量為0.3mol，因為同時生成2種常見氣體，則根據(jù)質(zhì)量守恒定律可得該反應(yīng)的化學(xué)方程式是5C＋3Fe₂O₃CO₂↑＋4CO↑＋6Fe；（3）A.在任何時刻都存在V_正(H₂O)=V_正(H₂)。所以不能由此確定反應(yīng)達到平衡狀態(tài)。錯誤。B. 由于該反應(yīng)伴隨著能量變化。如果反應(yīng)未達到平衡，無論向那個方向進行，容器內(nèi)的溫度必然發(fā)生改變。若容器中溫度不再發(fā)生改變，則單位時間內(nèi)任何物質(zhì)的濃度就不再變化，即反應(yīng)達到了平衡狀態(tài)。正確。C．H₂、CO都是生成物，在任何時刻都存在著消耗nmolH₂同時消耗nmolCO 的關(guān)系，所以不能由此確定反應(yīng)達到平衡狀態(tài)。錯誤。D．該反應(yīng)是個反應(yīng)前后氣體體積不等的反應(yīng)，若容器中氣體的總物質(zhì)的量不隨時間改變，必然反應(yīng)達到了平衡狀態(tài)。正確。（4）化學(xué)平衡常數(shù)是可逆反應(yīng)達到平衡狀態(tài)時個生成物濃度冪指數(shù)的乘積與各反應(yīng)物濃度冪指數(shù)的乘積的比。當(dāng)反應(yīng)達到平衡狀態(tài)時，c(H₂O)="0.10mol/L," c(H₂)="c(CO)=0.9mol/L." 因為該反應(yīng)的正反應(yīng)為吸熱反應(yīng)，所以升高溫度，化學(xué)平衡向正反應(yīng)方向移動，當(dāng)?shù)?分鐘時達到那番話狀態(tài)。其變化曲線見答案。
考點：考查化學(xué)方程式、熱化學(xué)方程式的書寫、平衡狀態(tài)的判斷、化學(xué)平衡常數(shù)的計算及平衡一定的知識。