Question

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叫煤化工．
（1）將水蒸氣通過紅熱的炭即可產生水煤氣．反應為：C（s）+H₂O（g）?CO（g）+H₂（g）△H=+131.3kJ?mol^-1．
①該反應在常溫下

不能

自發進行（填“能”或“不能”）；
②一定溫度下，在一個容積可變的密閉容器中，發生上述反應，下列能判斷該反應達到化學平衡狀態的是

bd

（填字母，下同）．
a．容器中的壓強不變        b．1mol H-H鍵斷裂的同時，斷裂2mol H-O鍵
c．c（CO）=c（H₂）        d．密閉容器的容積不再改變
③若在一容積不變的密閉容器中，發生上述反應，充入N₂，則平衡

不

（填“正向”、“逆向”或“不”）移動．
若在一容積可變的密閉容器中，發生上述反應，充入N₂，則平衡

正向

（填“正向”、“逆向”或“不”）移動．
（2）將不同量的CO（g）和H₂O（g）分別通入體積為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	6
2	900	1	2	0.4	1.6	3
3	900	a	b	c	d	t

①實驗1中以v（CO₂）表示的反應速率為

0.13mol/（L．min）

（取小數點后兩位）；
②該反應為

放熱

（填“吸熱”或“放熱”）反應，實驗2的化學平衡常數K=

0.17

（取兩位有效數字）
（3）目前工業上有一種方法是用CO₂來生產甲醇．一定條件下發生反應：
CO₂（g）+3H₂（g）?CH₃OH（g）+H₂O（g）△H＜0．在體積為1L的恒容密閉容器中，充入1mol CO₂和3mol H₂，下列條件能使上述反應的反應速率增大，且平衡向正反應方向移動的是

c

（填寫序號字母）．
a．及時分離出CH₃OH氣體                
b．適當升高溫度
c．保持容器的容積不變，再充入1mol CO₂和3mol H₂
d．選擇高效的催化劑．

Answer 1

分析：（1）①該反應為熵增大，焓增大的反應，由△G=△H-T△S判斷；
②根據根據化學平衡狀態的特征進行判斷；
③根據容積不變，充入氮氣對各組分的濃度的不變進行判斷；容積可變，充入氮氣，體系內壓強不變，容器的容積變大，相當于減壓；
（2）①根據v=

△c

△t

計算反應速率；
②根據溫度變化，平衡時的生成物的物質的量的多少判斷平衡移動的方向；根據平衡常數表達式計算出實驗2的平衡常數；
（3）根據影響化學反應速率的因素及平衡移動原理進行判斷．

解答：解：（1）①該反應為熵增大，焓增大的反應，由△G=△H-T△S，△G＜0反應可自發進行，可知該反應在高溫時可以自發進行，常溫下難以自發進行，
故答案為：不能；
②a．容器中的壓強不變，由于容積可變，所以壓強始終不是變量，無法根據壓強判斷是否達到平衡狀態，故a錯誤；      
b．1mol H-H鍵斷裂，會生成2mol氫氧建，同時斷裂2mol H-O鍵，說明正逆反應速率相等，達到了平衡狀態，故b正確；
c．c（CO）=c（H₂），無法判斷各組分的濃度是否不變，無法判斷是否達到了平衡狀態，故c錯誤；            
d．密閉容器的容積不再改變，說明各組分的物質的量不在變化，達到了平衡狀態，故d正確；
故選bd；
③由于容積不變，充入氮氣后，各組分的濃度沒有變化，所以平衡不移動；容積可變，容器內壓強不變，充入氮氣，容器的容積變大，各組分的濃度減小，相當于壓強減小，則平衡向著正向移動，
故答案為：不；正向；
（2）①v（CO₂）=v（CO）=

4mol-2.4mol 2L

6min

=0.13 mol/（L．min），故答案為：0.13 mol/（L．min）；
②根據CO（g）+H₂O（g）?CO₂（g）+H₂（g）可知壓強對平衡移動無影響，如果在650℃，H₂O、CO的物質的量改為1mol、2mol，達到平衡時CO的物質的量應為1.2mol，而900℃時CO的物質的量應為1.6mol，說明升高溫度平衡向逆反應方向移動，則正反應為放熱反應；實驗2中達到平衡時，c（CO₂）=c（H₂）=

0.4mol

2L

=0.2mol/L，
c（CO）=

1.6mol

2L

=0.8mol/L，c（H₂O）=

1mol-0.4mol

2L

=0.3mol/L，K=

0.2×0.2

0.8×0.3

≈0.17，
故答案為：放熱；0.17；
（3）a、及時分離出CH₃OH氣體，平衡向著向著移動，但是甲醇濃度減小，反應速率減小，故a錯誤；
b、升高溫度反應速率增大，但是平衡向逆反應方向移動，故a錯誤；      
b．充入He（g），使體系壓強增大，但平衡沒有移動，故b錯誤；
c．保持容器的容積不變，再充入1mol CO₂和3mol H₂，壓強增大，反應速率增大，且平衡向著正向移動，故c正確；     
d．選擇高效的催化劑，催化劑只影響化學反應速率，不影響平衡移動，故d錯誤；
故答案為：c．

點評：本題考查化學平衡計算以及化學平衡移動等問題，題目難度中等，本題注意（2）為易錯點，注意把握等效平衡的理解．