Question

17．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，在一個容積固定的密閉容器中，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bc．（填字母）
a．容器中的壓強不再改變
b.1mol H-H鍵斷裂的同時斷裂2mol H-O鍵
c．v_正（CO）=v_逆（H₂O）
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），得到如下三組數據：

實驗組	溫度/℃	起始量/mol		平衡量/mol		達到平衡所需時間/min
		H2O	CO	H2	CO
1	650	2	4	1.6	2.4	5
2	900	1	2	0.4	1.6	3

實驗1中以v（CO）表示的反應速率為0.16mol/（L•min）．
（3）目前工業(yè)上有一種方法是用CO₂來生產甲醇．一定條件下發(fā)生反應：
CO₂（g）+3H₂（g）?CH₃OH（g）+H₂O（g），如圖表示該反應進行過程中能量的變化．在體積為1L的恒容密閉容器中，充入1mol CO₂和3mol H₂反應達到平衡后，降低溫度能使c（CH₃OH）增大（填“增大”“減小”或“不變”）．

Answer 1

分析 （1）反應達到平衡狀態(tài)時，正逆反應速率相等，平衡時各種物質的物質的量、濃度、含量等不再發(fā)生變化，以及由此衍生的其它量不變，可由此進行判斷；
（2）由表中數據可知，CO的物質的量變化量為4mol-2.4mol=1.6mol，根據v=$\frac{\frac{△n}{V}}{△t}$計算v（CO）；
（3）第二組溫度比第一組高，反應物物質的量比第一組減半，但是平衡時CO₂的物質的量比第一組的一半少，表明該反應為放熱反應，降溫平衡正向進行．

解答 解：（1）a．反應前后氣體的物質的量不發(fā)生變化，容器中始終壓強不變，不能說明反應到達平衡，故a錯誤；
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．根據反應可知，自始至終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，自始至終c（CO）=c（H₂），不能說明反應到達平衡，故d錯誤；
故選：bc；
（2）由表中數據可知，CO的物質的量變化量為4mol-2.4mol=1.6mol，v（CO）=$\frac{\frac{△n}{V}}{△t}$=$\frac{\frac{1.6mol}{2L}}{5min}$=0.16mol/L•min，故答案為：0.16mol/（L•min）；
（3）實驗1中CO的轉化率為$\frac{4mol-2.4mol}{4mol}$×100%=40%，實驗2中CO的轉化率為$\frac{2mol-1.6mol}{2mol}$×100%=20%，則實驗1的轉化率大于實驗2，則說明溫度升高平衡向逆反應方向移動，正反應放熱，逆反應是吸熱反應，在體積為1L的恒容密閉容器中，充入1mol CO₂和3mol H₂反應達到平衡后，反應為：CO₂（g）+3H₂（g）?CH₃OH（g）+H₂O（g），降低溫度平衡正向進行，能使c（CH₃OH）增大，
故答案為：增大．

點評 本題考查反應速率、化學平衡狀態(tài)判斷、化學平衡有關計算、圖象和數據的分析應用，題目難度中等，注意對知識的理解與掌握，是對學生能力的考查．