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    低碳经济呼唤新能源和清洁环保能源。煤化工中常需研究不同温度下的平衡常数、投料比及热值等问题。

    已知：CO(g) + H2O(g)H2(g) + CO2(g)的平衡常数随温度的变化如下表：

    温度/℃

    400

    500

    850

    平衡常数

    9.94

    9

    1

    请回答下列问题：

    （1）上述正反应方向是       反应（填“放热”或“吸热”）。

    （2）850℃时在体积为10L反应器中，通入一定量的CO和H2O（g）发生上述反应，CO和H2O(g)浓度变化如下图，则0～4 min的平均反应速率v(CO)＝______ mol/(L·min)。

    t1℃时物质浓度（mol/L）的变化

     

    时  间（min）

    CO

    H2O

    CO2

    H2

    0

    0.200

    0.300

    0

    0

    2

    0.138

    0.238

    0.062

    0.062

    3

    C1

    C2

    C3

    C3

    4

    C1

    C2

    C3

    C3

    5

    0.116

    0.216

    0.084

     

    6

    0.096

    0.266

    0.104

     

    (3) t1℃(高于850℃)时，在相同容器中发生上述反应，容器内各物质的浓度变化如上表。

    ①表中3 min～4 min之间反应处于_____状态；C1数值_____0.08 mol/L (填大于、小于或等于)。

    ②反应在4 min～5 min，平衡向逆方向移动，可能的原因是____(单选)，表中5 min～6 min之间数值发生变化，可能的原因是______(单选)。

    A．增加水蒸气       B．降低温度    C．使用催化剂      D．增加氢气浓度

    （4）若在500℃时进行，若CO、H2O的起始浓度均为0.020mol/L，在该条件下，CO的最大转化率为：            。

    （5）若在850℃进行，设起始时CO和H2O(g)共为5mol，水蒸气的体积分数为X；平衡时CO转化率为Y，试推导Y随X变化的函数关系式为                    。

    (6) 工业上利用N2和H2可以合成NH3，NH3又可以进一步制备联氨(N2H4)等。已知：

    N2(g) + 2O2(g) ＝2NO2(g)                    △H = +67.7 kJ·mol－1

    N2H4(g) + O2(g) ＝N2(g) + 2H2O(g)      △H = －534.0 kJ·mol－1

    NO2(g) 1/2N2O4(g)                     △H = －26.35 kJ·mol－1

    试写出气态联氨在气态四氧化二氮中燃烧生成氮气和气态水的热化学方程式：

    ________________________________________________________。

     

    【答案】

    （1）放热  （2分） （2）0.03 （2分） 

    （3）① 平衡   大于（每空1分）     ② D   A（每空1分）

    （4）75%  （2分）     （5）Y=X（2分）

    （6）2N2H4(g) + N2O4(g)＝3N2(g) + 4H2O(g)  △H = －1083.0 kJ·mol－1（3分）

    【解析】（1）根据表中数据可知，随着温度的升高，平衡常数逐渐减小，说明升高温度，平衡向逆反应方向移动，因此正反应是放热反应。

    （2）根据图像可知，在0～4 minCO的浓度减少了0.2mol/L－0.08mol/L＝0.12mol/L，所以反应速率是0.12mol/L÷4min＝0.03mol/(L·min)。

    （3）①在3 min～4 min之间，物质的浓度不再发生变化，所以反应达到平衡状态。由于正反应是放热反应，所以升高温度，平衡向逆反应方向移动，因此平衡时C1大于0.08 mol/L。

    ②增大水蒸气的浓度或降低温度平衡都向正反应方向移动，催化剂不能影响平衡状态，增大氢气浓度平衡向逆反应方向移动，D正确；5min～6min时，CO的浓度降低，水蒸气和氢气的浓度增大，所以平衡向正反应方向移动，因此改变的条件是增大水蒸气的浓度，答案选A。

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

    起始量（mol）      （5－5X）   5X              0       0

    转化量（mol）     （5－5X）Y （5－5X）Y   （5－5X）Y （5－5X）Y

    平衡量（mol）（5－5X－5Y＋5XY）（5X－5Y＋5XY）  （5－5X）Y （5－5X）Y

    所以有

    解得Y＝X

    所以CO的转化率是

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

    起始浓度（mol/L）    0.020   0.020           0       0

    转化浓度（mol/L）     x        x             x       x

    平衡浓度（mol/L）  0.02－x   0.02－x         x       x

    （6）考查盖斯定律的应用。根据已知反应可知，②×2－①－③×2即得到2N2H4(g) + N2O4(g)＝3N2(g) + 4H2O(g) ，所以反应热△H＝－534.0 kJ·mol－1×2－67.7 kJ·mol－1＋26.35 kJ·mol－1×2＝ －1083.0 kJ·mol－1。

     

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    （2012?湖南一模）低碳经济呼唤新能源和清洁环保能源．煤化工中常需研究不同温度下的平衡常数、投料比及热值等问题．
    已知：CO（g）+H2O（g）?H2（g）+CO2（g）△H=a kJ?mol-1  的平衡常数随温度的变化如下表：
    温度/℃ 400 500 850
    平衡常数 9.94 9 1
    （1）上述正反应方向是
    放热
    放热
    反应（填“放热”或“吸热”）．
    t1℃时物质浓度（mol/L）的变化
    时间（min） CO H2O CO2 H2
    0 0.200 0.300 0 0
    2 0.138 0.238 0.062 0.062
    3 c1 c2 c3 c3[m]
    4 c1 c2 c3 c3
    5 0.116 0.216 0.084
    6 0.096 0.266 0.104
    （2）t1℃（高于850℃）时，在相同容器中发生上述反应，容器内各物质的浓度变化如上表．
    ①与2min时相比，3min时密闭容器中混合气体的平均摩尔质量
    不变
    不变
    （填增大、减小或不变）．
    ②表中3min～4min之间反应处于
    化学平衡
    化学平衡
    状态；CO的体积分数
    大于
    大于
    16% （填大于、小于或等于）．
    ③反应在4min～5min，平衡向逆方向移动，可能的原因是
    D
    D
    （单选），表中5min～6min之间数值发生变化，可能的原因是
    A
    A
    （单选）．
    A．增加水蒸气       B．降低温度       C．使用催化剂     D．增加氢气浓度
    （3）若在500℃时进行，若CO、H2O的起始浓度均为0.020mol/L，在该条件下，CO的最大转化率为
    75%
    75%
    ．

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    科目：高中化学 来源： 题型：

    低碳经济呼唤新能源和清洁环保能源．煤化工中常需研究不同温度下的平衡常数、投料比及热值等问题．已知：CO（g）+H2O（g）?H2（g）+CO2（g）△H=a kJ?mol-1的平衡常数随温度的变化如下表：
    温度/℃ 400 427 700 800
    平衡常数 9.94 9 b 0.64
    （1）a
    ＞
    ＞
    0 （填“＜”或“＞”）．若到达平衡后升高温度，则CO的转化率将
    减小
    减小
    ，正反应速率
    增大
    增大
    （填“增大”、“减小”或“不变”）．
    （2）若在427℃时进行，且CO、H2O的起始浓度均为0.01mol/L，在该条件下，CO的最大转化率为
    75%
    75%
    ．
    （3）700℃时，向容积为2L的密闭容器中充入一定量的CO和H2O，反应过程中测定的部分数据见下表（表中t1＞t2）：
    反应时间/min n（CO）/mol H2O/mol
    0 1.20 0.60
    t1 0.80
    t2 0.20
    保持其他条件不变，起始时向容器中充入0.60molCO和1.20molH2O，到达平衡时，n（CO2）=
    0.4
    0.4
    mol；b=
    1
    1
    ．

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    科目：高中化学 来源： 题型：

    低碳经济呼唤新能源和清洁环保能源．煤化工中常需研究不同温度下的平衡常数、投料比及热值等问题．
    已知：CO（g）+H2O（g）?H2（g）+CO2（g）的平衡常数随温度的变化如下表：
    温度/℃ 400 500 850
    平衡常数 9.94 9 1
    请回答下列问题：
    （1）上述正反应方向是
    放热
    放热
    反应（填“放热”或“吸热”）．
    （2）850℃时在体积为10L反应器中，通入一定量的CO和H2O（g）发生上述反应，CO和H2O（g）浓度变化如下表，则0～4min的平均反应速率v（CO）=
    0.03
    0.03
    mol/（L?min）
    850℃（或t1℃）时物质浓度（mol/L）的变化
    时  间（min） CO H2O CO2 H2
    0 0.200 0.300 0 0
    2 0.138 0.238 0.062 0.062
    3 C1 C2 C3 C3
    4 C1 C2 C3 C3
    5 0.116 0.216 0.084
    6 0.096 0.266 0.104
    （3）若t1℃（高于850℃）时，在相同容器中发生上述反应，容器内各物质的浓度变化仍如如上表所示．
    ①t1℃时表中C1数值
    大于
    大于
    0.08mol/L （填大于、小于或等于）．
    ②反应在4min～5min，平衡向逆方向移动，可能的原因是
    D
    D
    （单选），表中5min～6min之间数值发生变化，可能的原因是
    A
    A
    （单选）．
    A．增加水蒸气       B．降低温度      C．使用催化剂         D．增加氢气浓度
    （4）若在500℃时进行，若CO、H2O的起始浓度均为0.020mol/L，在该条件下，CO的最大转化率为：
    75%
    75%
    ．

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    科目：高中化学 来源：2011-2012学年浙江临海市白云高级中学高二下学期期中考试化学卷（带解析） 题型：填空题

    （每空1分，共8分）低碳经济呼唤新能源和清洁环保能源。煤化工中常需研究不同温度下的平衡常数、投料比及热值等问题。
    已知：CO(g)＋H2O(g)H2(g)＋CO2(g)的平衡常数随温度的变化如下表：

    温度/℃
    		400
    		500
    		850
    平衡常数
    		9.94
    		9
    		1
    请回答下列问题：
    （1）上述正反应方向是      反应（填“放热”或“吸热”）。
    （2）850℃时在体积为10L反应器中，通入一定量的CO和H2O(g)发生上述反应，CO和H2O(g)浓度变化如下图，则0～4 min的平均反应速率v(CO)＝       mol·L－1·min－1。

    （3）t1℃（高于850℃）时，在相同容器中发生上述反应，容器内各物质的浓度变化如上表。
    ①表中3 min～4 min之间反应处于     状态；C1数值    0.08 mol·L－1（填大于、小于或等于）。
    ②反应在4 min～5 min，平衡向逆方向移动，可能的原因是    （单选），表中5 min～6 min之间数值发生变化，可能的原因是    （单选）。
    A．增加水蒸气                   B．降低温度               
    C．使用催化剂                   D．增加氢气浓度
    （4）若在500℃时进行，若CO、H2O的起始浓度均为0.020 mol·L－1，在该条件下，CO的最大转化率为：    。
    （5）若在850℃进行，设起始时CO和H2O(g)共为5mol，水蒸气的体积分数为X；平衡时CO转化率为Y，试推导Y随X变化的函数关系式为     。

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