Question

2009年10月15日新華社報道：全國農村應當在“綠色生態-美麗多彩-低碳節能-循環發展”的理念引導下，更快更好地發展“中國綠色村莊”，參與“亞太國際低碳農莊”建設．可見“低碳循環”已經引起了國民的重視，試回答下列問題：
（1）煤的汽化和液化可以提高燃料的利用率．
已知25℃，101kPa時：C（s）+1/2O₂（g）=CO（g）△H=-126.4kJ?mol^-1
2H₂（g）+O₂（g）=2H₂O（l）△H=-571.6kJ?mol^-1      
H₂O（g）=H₂O（l）△H=-44kJ?mol^-1
則在25℃，101kPa時：C（s）+H₂O（g）=CO（g）+H₂（g）△H=

115.4 kJ?mol^-1

．
（2）高爐煉鐵是CO氣體的重要用途之一，其基本反應為：
FeO（s）+CO（g） Fe（s）+CO₂（g）△H＞0，已知在1100℃時，該反應的化學平衡常數K=0.263．
①溫度升高，化學平衡移動后達到新的平衡，此時平衡常數K值

增大

（填“增大”、“減小”或“不變”）；
②1100℃時測得高爐中，c（CO₂）=0.025mol?L^-1，c（CO）=0.1mol?L^-1，則在這種情況下，該反應是否處于化學平衡狀態

否

（填“是”或“否”），其判斷依據是

因為Q_c=c（CO₂）/c（CO）=0.25＜K=0.263

．
（3）目前工業上可用CO₂來生產燃料甲醇，有關反應為：CO₂（g）+3H₂（g）?CH₃OH（g）+H₂O（g）△H=-49.0kJ?mol^-1．現向體積為1L的密閉容器中，充入1mol CO₂和3mol H₂，反應過程中測得CO₂和CH₃OH（g）的濃度隨時間的變化如圖所示．
①從反應開始到平衡，氫氣的平均反應速率v（H₂）=

0.225 mol/（L?min）

；
②下列措施能使

c(CH3OH)

c(CO2)

增大的是

BD

（填符號）．
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），使體系壓強增大．

Answer 1

分析：（1）依據化學方程式和蓋斯定律計算得到；
（2）①反應是吸熱反應，溫度升高平衡正向進行，平衡常數增大；
②依據濃度商和平衡常數比較判斷平衡移動的方向；
（3）①依據圖象分析，達到平衡時物質的濃度變化，結合反應速率概念計算得到；
②CO₂（g）+3H₂（g）?CH₃OH（g）+H₂O（g）△H=-49.0kJ?mol^-1．依據平衡移動方向分析判斷

c(CH3OH)

c(CO2)

變化；
A．升高溫度平衡逆向進行，

c(CH3OH)

c(CO2)

減小；
B．再充入H₂ 平衡正向進行，

c(CH3OH)

c(CO2)

增大；
C．再充入CO₂  平衡正向進行，

c(CH3OH)

c(CO2)

減小；
D．將H₂O（g）從體系中分離平衡正向進行，

c(CH3OH)

c(CO2)

增大；
E．充入He（g），使體系壓強增大，分壓不變，平衡不動，

c(CH3OH)

c(CO2)

不變．

解答：解：（1）①C（s）+1/2O₂（g）=CO（g）△H=-126.4kJ?mol^-1
②2H₂（g）+O₂（g）=2H₂O（l）△H=-571.6kJ?mol^-1
③H₂O（g）=H₂O（l）△H=-44kJ?mol^-1
依據蓋斯定律①-

②

2

+③得到C（s）+H₂O（g）=CO（g）+H₂（g）△H=115.4 kJ?mol^-1；
則在25℃，101kPa時：C（s）+H₂O（g）=CO（g）+H₂（g）△H=115.4 kJ?mol^-1；
故答案為：115.4 kJ?mol^-1；
（2）①FeO（s）+CO（g）=Fe（s）+CO₂（g）△H＞0，溫度升高，化學平衡移動后達到新的平衡，平衡正向進行，平衡常數增大，故答案為：增大； 
②1100℃時測得高爐中，c（CO₂）=0.025mol?L^-1，c（CO）=0.1mol?L^-1，則在這種情況下，Q_c=

c(CO2)

c(CO)

=

0.025mol/L

0.1mol/L

=0.25＜K=0.263；反應未達到平衡，正向進行，故答案為：否；因為Q_c=

c(CO2)

c(CO)

=0.25＜K=0.263；
（3）①CO₂（g）+3H₂（g）?CH₃OH（g）+H₂O（g），依據圖象分析達到平衡后，c（CH₃OH）=0.75mol/L，c（CO₂）=0.25mol/L，反應消耗的氫氣濃度c（H₂）=2.25mol/L，氫氣的平均反應速率v（H₂）=

2.25mol/L

10min

=0.225 mol/（L?min），故答案為：0.225 mol/（L?min）；
②CO₂（g）+3H₂（g）?CH₃OH（g）+H₂O（g）△H=-49.0kJ?mol^-1．依據平衡移動方向分析判斷

c(CH3OH)

c(CO2)

變化；
A．升高溫度平衡逆向進行，

c(CH3OH)

c(CO2)

減小；
B．再充入H₂ 平衡正向進行，

c(CH3OH)

c(CO2)

增大；
C．再充入CO₂ 平衡正向進行，

c(CH3OH)

c(CO2)

減小；
D．將H₂O（g）從體系中分離平衡正向進行，

c(CH3OH)

c(CO2)

增大；
E．充入He（g），使體系壓強增大，分壓不變，平衡不動，

c(CH3OH)

c(CO2)

不變；
故答案為：BD．

點評：本題考查了熱化學方程式和蓋斯定律的計算應用，平衡盤點和平衡常數的計算應用，反應速率圖象分析判斷，影響平衡因素的分析應用，題目難度中等．