Question

水煤气（CO 和H₂）是重要燃料和化工原料，可用水蒸气通过炽热的炭层制得：
C（s）+H₂O（g）?CO（g）+H₂（g）△H=+131.3kJ?mol^-1
（1）该反应的平衡常数K随温度的升高而

 

（增大/减小/不变）．
（2）上述反应达到平衡后，将体系中的C（s）全部移走，平衡

 

（向左移/向右移/不移动）．
（3）下列事实能说明该反应在一定条件下已达到平衡状态的有

 

（填序号）．
A．单位体积内每消耗1mol CO的同时生成1molH₂
B．混合气体总物质的量保持不变
C．生成H₂O（g）的速率与消耗CO的速率相等
D．H₂O（g）、CO、H₂的浓度相等
（4）上述反应在t₀时刻达到平衡（如图），若在t₁时刻改变某一条件，请在图中继续画出t₁时刻之后c（CO）随时间的变化．
①缩小容器体积（用实线表示）．
②降低温度（用虚线表示）．
（5）某温度下，将6.0mol H₂O（g）和足量的炭充入2L的密闭容器中，发生如下反应，C（s）+H₂O（g）?CO（g）+H₂（g），达到平衡时测得lgK=-1.0，求此温度下H₂O（g）的转化率（计算结果保留3位有效数字，要求写出计算过程）．
（6）己知：①C （s）+H₂O（l）?CO（g）+H₂（g）△H₁
②2CO（g）+O₂（g）═2CO₂（g）△H₂
③H₂O（l）═H₂ （g）+

1

2

O₂（g）△H₃
则2C（s）+O₂（g）═2CO₂（g）的△H=

 

．

Answer 1

考点：化学平衡的影响因素,用盖斯定律进行有关反应热的计算,化学平衡状态的判断

专题：基本概念与基本理论

分析：（1）该反应正反应是吸热反应，升高温度平衡向正反应方向移动，据此判断；
（2）将C全部移走，由于是可逆反应，还会生成碳，生成的碳不能完全反应；
（3）依据平衡标志是正逆反应速率相同，各组分含量保持不变，结合反应特征和平衡移动原理分析选项；
（4）①缩小容器体积，压强增大，瞬间正反应速率加快，平衡向逆反应移动，正反应速率增大到新平衡；
②降低温度，瞬间正反应速率减慢，平衡逆反应移动，正反应速率增大到新平衡，据此作图；
（5）依据化学平衡三段式列式计算，转化率=

消耗量

起始量

×100%计算得到；
（6）结合热化学方程式和盖斯定律计算所需热化学方程式得到反应焓变；

解答： 解：（1）该反应正反应是吸热反应，升高温度平衡向正反应方向移动，平衡常数增大；
故答案为：增大；
（2）将C全部移走，由于是可逆反应，还会生成碳，生成的碳不能完全反应，故平衡向左移动，
故答案为：向左移；
（3）C（s）+H₂O（g）?CO（g）+H₂（g）△H=+131.3kJ?mol^-1 ，反应是气体体积增大的放热反应；分析选项正逆反应速率相同是平衡标志；
A．单位体积内每消耗1mol CO的同时生成1molH₂ ，说明对一氧化碳或氢气正逆反应速率相同，故A正确；
B．反应前后气体物质的量变化，混合气体总物质的量保持不变说明反应达到平衡状态，故B正确；
C．生成H₂O（g）的速率与消耗CO的速率相等只能说明反应逆向进行，不能说明反应达到平衡状态，故C错误；
D．H₂O（g）、CO、H₂的浓度相等和起始量变化量有关，不能作为平衡标志，故D错误；
故答案为：AB
（4）①缩小容器体积，压强增大，瞬间正反应速率加快，平衡向逆反应移动，正反应速率增大到新平衡；
②降低温度，瞬间正反应速率减慢，平衡逆反应移动，正反应速率增大到新平衡，故图象为：
故答案为：；
（5）设H₂O转化了xmol/L，依据化学平衡三段式列式计算；
                  C （s）+H₂O（g）?CO （g）+H₂ （g）
初始浓度（mol/L）         3.0       0      0
转化浓度（mol/L）          x       x       x
平衡浓度（mol/L）       3.0-x      x       x 
达到平衡时测得lgK=-1.0，K=0.1
K=

c(CO)c(H2)

c(H2O)

=

x2

3.0-x

=0.1，解得x=0.5mol/L
所以α（H₂O）=

0.5mol/L

3.0mol/L

×100%=16.7%；
答：α（H₂O）=

0.5mol/L

3.0mol/L

×100%=16.7%；
（6）①C （s）+H₂O（l）?CO（g）+H₂（g）△H₁
②2CO（g）+O₂（g）═2CO₂（g）△H₂
③H₂O（l）═H₂ （g）+

1

2

O₂（g）△H₃
依据盖斯定律计算①×2+②-2×③得到，2C（s）+O₂（g）═2CO₂（g）△H=2△H₁+△H₂-2△H₃；
故答案为：2△H₁+△H₂-2△H₃；

点评：本题考查化学平衡常数及有关计算、化学平衡及反应速率的影响因素、热化学方程式书写等，难度中等，（2）是易错点，学生容易形成定式思维，认为碳是固体，不影响平衡移动，导致错误，注意审题是将碳完全移走．