Question

煤化工是以煤為原料，經(jīng)過化學(xué)加工使煤轉(zhuǎn)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）將水蒸氣通過紅熱的碳即可產(chǎn)生水煤氣．反應(yīng)為：C（s）+H₂O（g）?CO（g）+H₂（g）；△H=+131.3kJ?mol^-1，
一定溫度下，在一個(gè)容積可變的密閉容器中，發(fā)生上述反應(yīng)，下列能判斷該反應(yīng)達(dá)到化學(xué)平衡狀態(tài)的是

bc

  （填字母序號(hào)）．
a．容器中的壓強(qiáng)不變        b．1mol H-H鍵斷裂的同時(shí)斷裂2molH-O鍵
c．v_正（CO）=v_逆（H₂O）    d．c（CO）=c（H₂）
（2）830K時(shí)，在密閉容器中發(fā)生下列可逆反應(yīng)：CO（g）+H₂O（g）?CO₂（g）+H₂（g）△H＜0
試回答下列問題：
①若起始時(shí)c（CO）=2mol?L^-1，c（H₂O）=3mol?L^-1，達(dá)到平衡時(shí)CO的轉(zhuǎn)化率為60%，則在該溫度下，該反應(yīng)的平衡常數(shù)K=

1

．
②在相同溫度下，若起始時(shí)c（CO）=1mol?L^-1，c（H₂O）=2mol?L^-1，反應(yīng)進(jìn)行一段時(shí)間后，測(cè)得H₂的濃度為0.5mol?L^-1，則此時(shí)該反應(yīng)v_（正）

大于

v_（逆）（填“大于”“小于”或“等于”）
③若降低溫度，該反應(yīng)的K值將

增大

（填“增大”“減小”或“不變”）．
（3）目前工業(yè)上有一種方法是用CO₂來生產(chǎn)甲醇．一定條件下發(fā)生反應(yīng)：CO₂（g）+3H₂（g）?CH₃OH（g）+H₂O（g），如圖表示該反應(yīng)進(jìn)行過程中能量（單位為kJ?mol^-1）的變化．在體積為1L的恒容密閉容器中，充入1mol CO₂和3mol H₂，下列措施中能使c（CH₃OH）增大的是

cd

．
a．升高溫度
b．充入He（g），使體系壓強(qiáng)增大
c．將H₂O（g）從體系中分離出來
d．再充入1mol CO₂和3mol H₂．

Answer 1

分析：（1）反應(yīng)達(dá)到平衡狀態(tài)時(shí)，正逆反應(yīng)速率相等，各物質(zhì)的濃度不再發(fā)生改變，由此衍生的一些物理量也不變，以此判斷；
（2）①利用三段式法計(jì)算平衡濃度，進(jìn)而計(jì)算平衡常數(shù)；
②計(jì)算該時(shí)間時(shí)的濃度商，與平衡常數(shù)相比較可判斷反應(yīng)的狀態(tài)；
③該反應(yīng)的正反應(yīng)放熱，降低溫度平衡向正反應(yīng)方向移動(dòng)；
（3）使c（CH₃OH）增大，應(yīng)使平衡向正反應(yīng)方向移動(dòng)．

解答：解：（1）a．反應(yīng)在一個(gè)容積可變的密閉容器中進(jìn)行，容器中的壓強(qiáng)不變，不能說明達(dá)到平衡，故a錯(cuò)誤；        
b．1mol H-H鍵斷裂的同時(shí)斷裂2molH-O鍵，說明正逆反應(yīng)速率相等，反應(yīng)達(dá)到平衡狀態(tài)，故b正確；
c．v_正（CO）=v_逆（H₂O），說明正逆反應(yīng)速率相等，反應(yīng)達(dá)到平衡狀態(tài)，故c正確；    
d．無論反應(yīng)是否達(dá)到平衡狀態(tài)，都存在c（CO）=c（H₂），故d錯(cuò)誤．
故答案為：bc；
（2）①CO（g）+H₂O（g）?CO₂（g）+H₂（g）
起始（mol/L）：2       3        0        0
轉(zhuǎn)化（mol/L）：1.2      1.2      1.2      1.2
平衡（mol/L）：0.8      1.8      1.2      1.2

 k=

1.2×1.2

0.8×1.8

=1，
故答案為：1；
②CO（g）+H₂O（g）?CO₂（g）+H₂（g）
起始（mol/L）：1       2        0        0
轉(zhuǎn)化（mol/L）：0.5      0.5      0.5      0.5
一段時(shí)間（mol/L）：0.5      1.5      0.5      0.5
Q=

0.5×0.5

0.5×1.5

=

1

3

＜1，反應(yīng)向正反應(yīng)方向進(jìn)行，正反應(yīng)速率大于你反應(yīng)速率，
故答案為：大于；
 ③該反應(yīng)的正反應(yīng)放熱，降低溫度平衡向正反應(yīng)方向移動(dòng)，則平衡常數(shù)增大，
故答案為：增大；
（3）a．由圖象可知，反應(yīng)物總能量大于生成物總能量，反應(yīng)放熱，升高溫度平衡向逆反應(yīng)方向移動(dòng)，c（CH₃OH）減小，故a錯(cuò)誤；
b．充入He（g），使體系壓強(qiáng)增大，但參加反應(yīng)氣體的濃度不變，則平衡不移動(dòng)，故b錯(cuò)誤；
c．將H₂O（g）從體系中分離出來，平衡向正反應(yīng)方向移動(dòng)，c（CH₃OH）增大，故c正確；
d．再充入1mol CO₂和3mol H₂，反應(yīng)物濃度增大，平衡向正反應(yīng)方向移動(dòng)，則c（CH₃OH）增大，故d正確．
故答案為：cd．

點(diǎn)評(píng)：本題考查較為綜合，設(shè)計(jì)化學(xué)平衡的計(jì)算、平衡狀態(tài)的判斷以及影響平衡移動(dòng)的因素，題目難度中等，注意平衡常數(shù)的意義以及計(jì)算方法．