能源的相互转化和利用是科学家研究的重要课题．(1)将水蒸气通过红热的炭即可产生水煤气．反应为:C(s)+H2O+H2(g)△H=+131.3kJ?mol-1．①该反应自发进行的外界条件是．②在一个恒容的密闭容器中.一定温度下发生上述反应.下列能判断该反应达到化学平衡状态的是．A．CO和H2的体积分数相同 B．1mol H-H键断� 题目和参考答案——青夏教育精英家教网—

能源的相互转化和利用是科学家研究的重要课题．
（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）△H=+131.3kJ?mol^-1．
①该反应自发进行的外界条件是

．
②在一个恒容的密闭容器中，一定温度下发生上述反应，下列能判断该反应达到化学平衡状态的是

（填相应的编号）．
A．CO和H₂的体积分数相同 B．1mol H-H键断裂的同时断裂2mol H-O键
C．容器中的压强不变 D．消耗H₂O的速率等于生成H₂的速率
（2）将不同量的CO（g）和H₂O（g）分别通入到体积为2L的恒容密闭容器中，在催化剂存在下进行反应：CO（g）+H₂O（g）?H₂（g）+CO₂（g），得到如下二组数据：

实验组	温度/℃	起始量/mol		平衡量/mol
实验组	温度/℃	CO	H₂O	H₂	CO
1	650	4	2	1.6	2.4
2	900	2	1	0.4	1.6

①该反应的△H

0（填“＞”、“＜”或“=”）．
②计算实验2条件下平衡常数的值K=

．
③已知某组实验c（CO）与反应时间t变化曲线Ⅰ（如图一）．若在t₀时刻将容器的体积扩大至4L，请在答题卡图中绘出c（CO）与反应时间t变化曲线Ⅱ

（3）pKa表示的是弱电解质电离平衡常数的负对数，即pKa=-lgKa，有关数据如图二：
①0.01mol?L^-1NaHSO₃溶液的pH=b₁，0.01mol?L^-1NaHCO₃溶液的pH=b₂，则b₁

b₂（填“＞”、“＜”或“=”）．
②向10mL 0.01mol?L^-1的H₂SO₃溶液中，滴加0.01mol?L^-1KOH溶液10mL，溶液中存在c（H⁺）＞c（OH^-），则以下四种微粒K⁺、H₂SO₃、HSO₃^-、SO₃^2-，其浓度由大到小的顺序为

．

考点：化学平衡状态的判断,化学平衡的计算,弱电解质在水溶液中的电离平衡

专题：化学平衡专题,电离平衡与溶液的pH专题

分析：（1）①根据△G=△H-T△S判断，△G＜0，反应自发进行，因为△H＞0，△S＞0，要△G＜0，必须高温条件下反应才能自发；
②A．CO和H₂的体积分数相同，相同而不是不变，所以可能平衡也可能未平衡；
B．1mol H-H键断裂相当2mol H-O键形成的同时断裂2mol H-O键，正逆速率相等；
C．容器中的压强不变，说明气体的消耗和生成速度相等；
D．消耗H₂O的速率等于生成H₂的速率，始终相等；
（2）①第二组温度比第一组高，反应物物质的量比第一组减半，但是平衡时CO₂的物质的量比第一组的一半少，表明该反应为放热反应；
②利用三段式计算平衡时，各组分的物质的量，该反应是气体体积不变的反应，故利用物质的量代替浓度代入平衡常数表达式计算平衡常数；
③已知某组实验c（CO）与反应时间t变化曲线Ⅰ（如图一）．若在t₀时刻将容器的体积扩大至4L，各组分的浓度都减小，反应速率减小，达平衡所需时间变长；
（4）①根据pKa越小，电离平衡常数Ka越大，则对应酸的酸性就强，利用酸越弱则强碱弱酸盐的水解程度越大来分析；
②H₂SO₃与KOH以1：1的物质的量比反应生成KHSO₃，利用KHSO₃溶液呈酸性，则HSO₃^-的电离大于其水解来分析．

解答： 解：（1）①根据△G=△H-T△S判断，△G＜0，反应自发进行，因为△H＞0，△S＞0，要△G＜0，必须高温条件下反应才能自发，故答案为：较高温度；
②A．CO和H₂的体积分数相同，相同而不是不变，所以可能平衡也可能未平衡，故不选；
B．1mol H-H键断裂相当2mol H-O键形成的同时断裂2mol H-O键，正逆速率相等，故选；
C．容器中的压强不变，说明气体的消耗和生成速度相等，故选；
D．消耗H₂O的速率等于生成H₂的速率，始终相等，故不选；
故选B C；
（2）①实验1中CO的转化率为

4mol-2.4mol

4mol

×100%=40% 实验2中CO的转化率为

2mol-1.6mol

2mol

×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；
故答案为：＜；
②平衡时CO的物质的量为1.6mol，则：
           CO（g）+H₂O（g）?CO₂（g）+H₂（g），
开始（mol）：2      1        0        0
变化（mol）：0.4    0.4      0.4      0.4
平衡（mol）：1.6    0.6       0.4     0.4
该反应前后气体体积不变，故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=

0.4×0.4

1.6×0.6

=0.17，
故答案为：0.17；
③已知某组实验c（CO）与反应时间t变化曲线Ⅰ（如图一）．若在t₀时刻将容器的体积扩大至4L，各组分的浓度都减小，反应速率减小，达平衡所需时间变长，图象为

，
故答案为：

；
（4）①由pKa数据可知，亚硫酸的pKa小于碳酸，则酸性比碳酸的强，相同浓度的NaHSO₃溶液比NaHCO₃溶液中酸根离子的水解程度弱，则NaHSO₃溶液的pH小，即b_l＜b₂，故答案为：＜；
②反应后溶液的溶质为KHSO₃，又KHSO₃溶液呈酸性，则HSO₃^-的电离大于其水解，电离生成SO₃^2-离子，水解生成H₂SO₃，则c（K⁺）＞c（HSO₃^-）＞c（SO₃^2-）＞c（H₂SO₃），故答案为：c（K⁺）＞c（HSO₃^-）＞c（SO₃^2-）＞c（H₂SO₃）．

点评：本题考查化学反应的自发，平衡状态判断、平衡常数等，综合性较大，难度中等，注意三段式解题法的运用．

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C、

mol

D、

mol

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