Question

为减少污染，常将煤转化为清洁气体燃料，可将焦炭与水蒸气反应转化为氢气和一氧化碳：C(s)+ H₂O(g) H₂(g)+ CO(g) H>0。现在容积固定为2L密闭容器中，加入2mol C(s)和2mol H₂O(g)，在T℃下充分反应，半分钟后达到平衡，测得H₂为0.75mol。

（1）用H₂O(g)表示反应开始到达到平衡的平均速率                     ；

（2）计算T℃下该反应的平衡常数K=         ；若温度升高，则反应平衡常数将           （填“增大”“减小”或“不变”）。

（3）上述条件下该反应达到平衡状态，下列说法正确的是         

A．缩小容器体积，平衡向左移动             B．加入催化剂，CO的产率增大

C．增加碳的量，H₂O(g)的转化率增大         D．降低温度，H₂O(g)的转化率降低  

（4）若将上述容器改为恒压容器（两个反应器初始容积相同），相同温度下加入2molC(s)和2mol H₂O(g)，达到平衡后，H₂O(g)的转化率将       （填“增大”“减小”或“不变”）。

 

Answer 1

【答案】

（1）0.0125mol/(L•S)（2）0.225或9/40  增大（3）AD   （4） 增大

【解析】

试题分析：（1）根据化学反应速率的计算公式v=△c/△t,代入数据计算v_（H2）=0.0125mol/(L•S)，根据化学反应速率之比等于化学计量数之比得v_（H2O）=0.0125mol/(L•S)；

（2）利用化学平衡计算的思路——三行式来解。

                   C(s)+ H₂O(g) H₂(g)+ CO(g)

起始浓度（mol·L^-1）        1          0     0

转化浓度（mol·L^-1）       0.375    0.375  0.375

平衡浓度（mol·L^-1）       0.625    0.375  0.375

根据K=[ H₂][ CO]/[ H₂O]，将各物质的平衡浓度代入计算得K=0.225，该反应为吸热反应，升温平衡向正向移动，K增大；

（3）A、缩小容器体积，相当于增大压强，平衡向左移动，正确；B、加入催化剂，平衡不移动，CO的产率不变，错误；C、增加固体碳的量，平衡不移动，H₂O(g)的转化率不变，错误；D、降低温度，该反应为吸热反应，平衡逆向移动，H₂O(g)的转化率降低 ，正确。

（4）若将上述容器改为恒压容器（两个反应器初始容积相同），相同温度下加入2molC(s)和2mol H₂O(g)，正反应为气体物质的量增大的反应，要维持压强不变，容器体积必须增大，增大体积相当于减小压强，平衡向正向移动，达到平衡后，H₂O(g)的转化率将增大。

考点：考查化学平衡计算及外界条件对化学平衡的影响。