Question

1．煤化工是以煤為原料，經過化學加工使煤轉化為氣體、液體、固體燃料以及各種化工產品的工業(yè)過程．
（1）將水蒸氣通過紅熱的碳即可產生水煤氣．反應為：C（s）+H₂O（g）?CO（g）+H₂（g）．一定溫度下，在一個容積不變的密閉容器中，發(fā)生上述反應，下列能判斷該反應達到化學平衡狀態(tài)的是abc（填字母，下同）．
a．容器中的壓強不變
b．1molH-H 鍵斷裂的同時斷裂 2molH-O 鍵
c．混合氣體密度不變
d．c（CO）=c（H₂）
（2）將不同量的 CO（g）和 H₂O（g）分別通入到體積為 2L 的恒容密閉容器中，進行反應CO（g）+H₂O（g）?CO₂（g）+H₂（g），得到數據如下：

起始量/mol		平衡量/mo l				達到平衡所
						需時間/min
H2O	CO	H2		CO
2	4	1.6		2.4	5

實驗中以 v（CO2）表示的反應速率為0.16mol/（L•min）達平衡時 CO 的體積分數為40%
（3）目前工業(yè)上有一種方法是用 CO₂來生產甲醇．一定條件下，在體積為 1L 的恒容密閉容器中，發(fā)生反應：CO₂（g）+3H₂（g）?CH₃OH（g）+H₂O（g）．為了加快反應速率，可采取什么措施（寫兩條）升溫、使用催化劑．

Answer 1

分析 （1）反應達到平衡狀態(tài)時，同種物質的正、逆反應速率相等，平衡時各組分的物質的量、濃度、含量等不再發(fā)生變化，以及由此衍生的其它量不變，選擇判斷的物理量，隨著反應的進行發(fā)生變化，當該物理量由變化到定值時，說明可逆反應到達平衡狀態(tài)；
（2）根據三行式 CO（g）+H₂O（g）?CO₂（g）+H₂（g），
 初起量（mol）：4        2        0       0
 平衡量（mol）：2.4     0.4      1.6     1.6
 變化量（mol）：1.6     1.6      1.6     1.6
根據v（CO₂）=$\frac{\frac{1.6mol}{2L}}{5min}$=0.16mol/（L•min），CO 的體積分數就物質的量分數，由此分析解答；
（3）根據外界條件對化學反應速率的影響，可以通過升溫、使用催化劑、增大反應物的濃度來加快化學反應速率．

解答 解：（1）a．反應前后氣體的物質的量不等，容器中始終壓強不變，說明反應到達平衡，故a正確；
b．l molH-H鍵斷裂的同時斷裂2mol H-O鍵，斷裂2mol H-O鍵同時生成l molH-H鍵，說明反應到達平衡，故b正確；
c．只要反應發(fā)生就有v_正（CO）=v_正（H₂O），若v_正（CO）=v_逆（H₂O），則v_正（H₂O）=v_逆（H₂O），說明反應到達平衡，故c正確；
d．根據反應可知，c（CO）=c（H₂），不能說明反應到達平衡，故d錯誤；
故選：abc；
（2）根據三行式 CO（g）+H₂O（g）?CO₂（g）+H₂（g），
初起量（mol）：4     2         0       0
平衡量（mol）：2.4   0.4      1.6     1.6
變化量（mol）：1.6   1.6      1.6     1.6
根據v（CO₂）=$\frac{\frac{1.6mol}{2L}}{5min}$=0.16mol/（L•min），CO 的體積分數為：$\frac{2.4}{2.4+0.4+1.6+1.6}$×100%=40%，故答案為：0.16mol/（L•min）；40%；
（3）外界條件越強反應速率越快，可以通過升溫、使用催化劑、增大反應物的濃度等方法來加快化學反應速率，故答案為：升溫；使用催化劑．

點評 本題考查化學平衡狀態(tài)的判斷、化學反應的速率、平衡時物質的體積分數和外界條件對化學反應速率的影響，綜合性強，有一定的難度．