Question

【題目】新華社報道：全國農(nóng)村應(yīng)當(dāng)在“綠色生態(tài)·美麗多彩·低碳節(jié)能·循環(huán)發(fā)展”的理念引導(dǎo)下，更快更好地發(fā)展“中國綠色村莊”，參與“亞太國際低碳農(nóng)莊”建設(shè)�？梢�“低碳循環(huán)”已經(jīng)引起了國民的重視，試回答下列問題：

(1)煤的氣化和液化可以提高燃料的利用率。

已知25℃、101 kPa時：

①C(s)＋O2(g)===CO(g)　ΔH＝－126.4 kJ/mol

②2H2(g)＋O2(g)===2H2O(l)　ΔH＝－571.6 kJ/mol

③H2O(g)===H2O(l)　ΔH＝－44 kJ/mol

則在25℃、101kPa時：

C(s)＋H2O(g)===CO(g)＋H2(g)　ΔH＝________。

(2)高爐煉鐵是CO氣體的重要用途之一，其基本反應(yīng)為：FeO(s)＋CO(g) Fe(s)＋CO2(g)　ΔH>0

已知在1100℃時，該反應(yīng)的化學(xué)平衡常數(shù)K＝0.263。

①溫度升高，化學(xué)平衡移動后達(dá)到新的平衡，此時平衡常數(shù)K值________(填“增大”“減小”或“不變”)。

②1 100℃時測得高爐中，c(CO2)＝0.025 mol/L，c(CO)＝0.1 mol/L，則在這種情況下，該反應(yīng)是否處于化學(xué)平衡狀態(tài)？________(填“是”或“否”)，其判斷依據(jù)是______________________。

(3)目前工業(yè)上可用CO2來生產(chǎn)燃料甲醇，有關(guān)反應(yīng)為：CO2(g)＋3H2(g) CH3OH(g)＋H2O(g) ΔH＝－49.0 kJ/mol。

現(xiàn)向體積為1 L的密閉容器中，充入1 mol CO2和3 mol H2，反應(yīng)過程中測得CO2和CH3OH(g)的濃度隨時間的變化如下圖所示。

①從反應(yīng)開始到平衡，氫氣的平均反應(yīng)速率v(H2)＝________。

②下列措施能使增大的是______(填字母)。

A．升高溫度 B．再充入H2 C．再充入CO2

D．將H2O(g)從體系中分離 E．充入He(g)，使體系壓強(qiáng)增大

Answer 1

【答案】＋115.4 kJ/mol 增大 否 濃度商Q小于平衡常數(shù)K 0.225 mol/(L·min) BD

【解析】

(1)依據(jù)蓋斯定律解答，從所求反應(yīng)出發(fā)，分析反應(yīng)物和生成物的位置，通過方程式的加減分析解答；

(2)根據(jù)影響化學(xué)平衡常數(shù)K的因素以及K與Qc 的關(guān)系，分析解答；

(3)①可利用速率之比等于化學(xué)計量數(shù)之比，先求圖上有明顯的數(shù)據(jù)的物質(zhì)的化學(xué)反應(yīng)速率，再求得答案；②根據(jù)平衡移動的影響因素分析判斷。

(1)①C(s)+ O2(g)═CO(g)△H=-126.4kJmol-1，②2H2(g)+O2(g)═2H2O(l)△H=-571.6kJmol-1，③H2O(g)═H2O(l)△H=-44kJmol-1，根據(jù)蓋斯定律，①-②×+③得：C(s)+H2O(g)═CO(g)+H2(g)△H=(-126.4kJmol-1)-(-571.6kJmol-1)÷2+(-44kJmol-1)=+115.4kJ/mol，故答案為：+115.4kJ/mol；

(2)①FeO(s)+CO(g)Fe(s)+CO2(g)△H＞0，升溫時，平衡正向移動，K增大，故答案為：增大；

②Qc===0.25≠0.263≠K，反應(yīng)未達(dá)平衡；K=Qc時是化學(xué)平衡狀態(tài)，K≠Q(mào)c時未達(dá)平衡，故答案為：否；Qc=0.25＜K=0.263；

(3)①v(CO2)==0.075mol/(Lmin)，速率之比等于化學(xué)計量數(shù)之比，有v(H2)=0.075mol/(Lmin)×3=0.225mol/(Lmin)，故答案為：0.225mol/(Lmin)；

②使增大，可以是平衡正向移動，或增大c(CH3OH)或減小c(CO2)。A、升溫時，平衡逆向移動，故A錯誤；B、充入H2，平衡正向移動，且增大了c(CH3OH)，減小了c(CO2)，故B正確；C、再充入CO2 ，平衡雖正向移動，c(CH3OH)增大，但c(CO2)增大更多，故C錯誤；D、分離出水，可使平衡正向移動，且增大了c(CH3OH)，減小了c(CO2)，故D正確；E、體系壓強(qiáng)增大了，但相關(guān)氣體分壓沒變，平衡不移動，故E錯誤；故答案為：BD。