Question

【题目】以煤为原料，经过化学加工使煤转化为气体、液体、固体燃料以及各种化工产品的工业叫煤化工。

(1)将水蒸气通过红热的炭即可产生水煤气。反应为C(s)＋H2O(g)CO(g)＋H2(g) ΔH＝＋131.3 kJ·mol－1。 该反应在常温下________（填“能”或“不能”）自发进行。

(2)将不同量的CO(g)和H2O(g)分别通入体积为2 L的恒容密闭容器中，进行反应CO(g)＋H2O(g) CO2(g)＋H2(g)，得到如下三组数据：

实验组	温度/℃	起始量/mol		平衡量/mol		达到平衡所需时间/min
		H2O	CO	H2	CO
1	650	2	4	1.6	2.4	6
2	900	1	2	0.4	1.6	3
3	900	a	b	c	d	t

该反应的正反应为________（填“吸”或“放”）热反应，实验2条件下平衡常数K＝________。

(3)目前工业上有一种方法是用CO2来生产甲醇。一定条件下发生反应：CO2(g)＋3H2(g)CH3OH(g)＋H2O(g)，如图表示该反应进行过程中能量（单位为kJ·mol－1）的变化。在体积为1 L的恒容密闭容器中，充入1 mol CO2和3 mol H2，达到平衡后下列措施中能使c(CH3OH)增大的是________。

a．升高温度

b．充入He(g)，使体系压强增大

c．将H2O(g)从体系中分离出来

d．再充入1 mol CO2和3 mol H2

Answer 1

【答案】不能 放 0.17 c d

【解析】

(1)该反应△H＞0，△S＞0，若使△G=△H-T△S＜0，必须在高温下，所以常温下反应不能自发进行；

(2)该反应气体物质反应前后不变，等比例的投入，为等效平衡，若温度不变，转化率不变，现温度发生改变，可以通过转化率判断平衡移动。实验1中CO的转化率为×100%=40%，实验2中CO的转化率为×100%=20%，则实验1的转化率大于实验2，则说明温度升高平衡向逆反应方向移动，正反应放热；

平衡时CO的物质的量为1.6mol，则列三段式有：

该反应前后气体系数之和相等，故可利用物质的量代替浓度计算平衡常数，故900℃时该反应平衡常数K=；

(3)根据能量变化图可知该反应为放热反应，

a．升高温度可使平衡逆向移动，c(CH3OH)减小，故不符合；

b．该容器恒容，所以充入He(g)，体系压强增大，但各物质的浓度不变，平衡不移动，故不符合；

c．将H2O(g)从体系中分离出来可使平衡右移，c(CH3OH)增大，故符合；

d．再充入1 mol CO2和3 mol H2，若达到等效平衡，则c(CH3OH)不变，但该容器为恒容密闭容器，相当于增大压强，且反应物气体系数之和大于生成物气体系数之和，所以平衡会正向移动，c(CH3OH)增大，故符合；

综上正确是cd。