Question

【题目】化学在可持续发展和能源的综合利用作出了巨大贡献。煤、石油、天然气这些化石能源如何更好的综合利用，相关技术日益成熟，请回答下列问题：

（1）制水煤气的主要化学反应方程式为：C(s)+H2O(g)CO(g)+H2(g)，此反应是吸热反应。

①此反应的化学平衡常数表达式为___；

②下列能增大碳的转化率的措施是___；(填写相应字母)

A．加入C(s) B．加入H2O(g) C．升高温度 D．增大压强

（2）已知：反应Fe(s)＋CO2(g)FeO(s)＋CO(g)的平衡常数为K1；反应Fe(s)＋H2O(g)FeO(s)＋H2(g)的平衡常数为K2。不同温度时K1、K2的值如下表：

温度/K	K1	K2
973	1.47	2.38
1173	2.15	1.67

根据表中数据：

①计算反应CO2(g)＋H2(g)CO(g)＋H2O(g) 温度在973 K时的K＝__；(结果保留小数点后2位)

②反应CO2(g)＋H2(g)CO(g)＋H2O(g)是___(填“吸热”或“放热”)反应。

③已知在温度为T时，CO(g)＋H2O(g)CO2(g)＋H2(g)的平衡常数K＝0.32，在该温度下，已知c始(CO)＝1mol·L－1，c始(H2O)＝1mol·L－1，某时刻经测定CO的转化率为10%，则该反应__(填“已经”或“没有”)达到平衡，此时刻v正___v逆(填“＞”、“＜”或“=”)。

Answer 1

【答案】K= BC 0.62 吸热 没有 ＞

【解析】

(1)①平衡常数表达式是生成物浓度幂之积比反应物浓度幂之积，固体和纯液体不代入表达式；

②在不改变碳的量情况下，改变条件使平衡正向移动；

(2)①温度为973K时，Fe(s)+CO2(g)FeO(s)+CO(g)①、Fe(s)+H2O(g)FeO(s)+H2(g)②，将方程式①-②得反应CO2(g)+H2(g)CO(g)+H2O(g)，则CO2(g)+H2(g) CO(g)+H2O(g)K=；

②结合反应CO2(g)＋H2(g)CO(g)＋H2O(g)在1173K时的平衡常数，判断平衡移动的方向，确定△H；

③计算此时的浓度商和平衡常数比较判断反应进行的方向。

(1)①根据C(s)+H2O(g)CO(g)+H2(g)可知平衡常数表达式为：K=；

②A．加入C(s)，平衡不移动，故A错误；

B．加入H2O(g)，平衡正向移动，碳的转化率变大，故B正确；

C．正反应是吸热反应，升高温度，平衡正向移动，碳的转化率变大，故C正确；

D．增大压强，平衡逆向移动，碳的转化率变小，故D错误；

故选BC；

(2)①温度为973K时，Fe(s)+CO2(g) FeO(s)+CO(g)①、Fe(s)+H2O(g) FeO(s)+H2(g)②，将方程式①-②得反应CO2(g)+H2(g) CO(g)+H2O(g)，则CO2(g)+H2(g) CO(g)+H2O(g)的K===0.62；

②反应CO2(g)＋H2(g)CO(g)＋H2O(g)在1173K时的平衡常数K===1.29＞0.62，说明温度升高，平衡常数增大，反应正向移动，△H＞0，即正反应为吸热反应；

③已知在T℃时，CO(g)+H2O(g) CO2(g)+H2(g)的平衡常数K=0.32，在该温度下，已知c始(CO)=1molL-1，c始(H2O)=1molL-1，某时刻经测定CO的转化率为10%，反应的CO浓度为0.1mol/L，则

CO(g)+H2O(g) CO2(g)+H2(g)

起始浓度(mol/L) 1 1 0 0

变化浓度(mol/L) 0.1 0.1 0.1 0.1

某时刻浓度(mol/L) 0.9 0.9 0.1 0.1

则该反应的浓度商Qc==0.012＜K=0.32，反应未达到平衡状态，反应正向进行，v正＞v逆。