Question

（1）将水蒸气通过红热的碳即可产生水煤气。反应为：

C(s)＋H₂O(g) CO(g)＋H₂(g)  ΔH= +131.3 kJ/mol

①以上反应达到平衡后，在体积不变的条件下，以下措施有利于提高H₂O的平衡转化率的是

A．升高温度

B．增加碳的用量

C．加入催化剂

D．用CO吸收剂除去CO

②在体积不变的条件下，投入一定量的C(s)和H₂O(g)，下列能说明反应达到平衡状态的是_____________。

A．体系压强保持不变

B．体系的气体平均相对分子质量不变

C．CO和H₂的体积比保持不变

D．H₂O的反应速率与H₂的反应速率相等

（2）在900℃时，将2mol CO(g)和1mol H₂O(g)分别通入到体积为2.0L的恒容密闭容器中，发生以下反应：CO(g)＋H₂O(g)CO₂(g)＋H₂(g)，反应达到平衡时H₂的体积分数为20%，通过计算求出该反应的平衡常数以及CO的平衡转化率。（要求写出计算过程，计算结果保留两位有效数字）。

（3）工业生产是把水煤气中的混合气体经过处理后获得的较纯H₂用于合成氨。合成氨反应原理为：N₂(g)+3H₂(g) 2NH₃(g)  ΔH＝－92.4kJ/mol。实验室模拟化工生产，分别在不同实验条件下反应，N₂浓度随时间变化如下图1：

请回答下列问题：

①与实验Ⅰ比较，实验Ⅱ改变的条件为           ，判断依据是            。

②实验Ⅲ比实验Ⅰ的温度要高，其它条件相同，请在图2中画出实验Ⅰ和实验Ⅲ中NH₃浓度随时间变化的示意图。

Answer

（14分）（1）①AD（1×2=2分） ； ②AB（1×2=2分）；（2）0.64，30%（共4分）

（3）①使用催化剂（1分）；实验Ⅱ与实验Ⅰ平衡状态相同，而实验Ⅱ达到平衡所需时间短（2分）。

② （2分）。

【解析】

试题分析：（1）①A．反应C(s)＋H2O(g) CO(g)＋H2(g) ΔH= +131.3 kJ/mol的正反应是吸热反应，升高温度，平衡向正反应方向移动，有利于提高H2O的平衡转化率，正确；B．由于C是固体，其浓度不变，所以增加碳的用量，不能使平衡发生移动，因此不利于提高H2O的平衡转化率，错误；C．加入催化剂，化学反应速率加快，但是平衡不发生移动，因此不利于提高H2O的平衡转化率，错误；D．用CO吸收剂除去CO，既减小了生成物的浓度，根据平衡移动原理，减小生成物的浓度，平衡向正反应方向移动，有利于提高H2O的平衡转化率，正确；② A．由于该反应是反应前后气体体积不等的反应，若体系压强保持不变，则气体的物质的量不变，反应达到平衡状态，正确；B．由于反应前后气体的物质的量改变，气体的质量也会发生改变，若体系的气体平均相对分子质量不变，说明气体的物质的量不变，气体的质量不变，反应达到平衡状态，正确；C．CO和H2都是生成物，任何时刻二者的体积比都不变，因此不能据此判断反应是否处于平衡状态，错误；D．由于没有指明是H2O与H2的正反应速率还是逆反应速率，因此不能判断反应是否处于平衡状态，错误。（2）在反应开始时c(CO)=1.0mol/L，c(H2O)=0.5mol/L；在900℃时，在恒容密闭容器中发生以下反应：CO(g)＋H2O(g) CO2(g)＋H2(g)，由于该反应是反应前后气体体积不变的反应，所以c(H2)=1.5mol/L×20%=0.3mol/L，则根据物质反应转化关系可知c(CO2)= 0.3mol/L,所以平衡时c(CO)=1.0mol/L-0.3mol/L=0.7mol/L；c(H2O)=0.5mol/L-0.3mol/L=0.2mol/L，则该反应的平衡常数是，CO的平衡转化率是(0.3mol/L÷1mol/L)×100%=30%。 (3) ①与实验Ⅰ比较，反应速率快。但是物质的平衡含量不变，因此实验Ⅱ改变的条件为使用了催化剂，判断依据是实验Ⅱ与实验Ⅰ平衡状态相同，而实验Ⅱ达到平衡所需时间短。②实验Ⅲ比实验Ⅰ的温度要高，升高温度，化学反应速率加快，达到平衡所需要的时间缩短，由于该反应的正反应是放热反应，根据平衡移动原理，升高温度，平衡向吸热的逆反应方向移动，因此达到平衡时氨的含量比实验Ⅰ小，则其它条件相同，实验Ⅰ和实验Ⅲ中NH3浓度随时间变化的图像是

。

【考点定位】考查化学反应速率和化学平衡移动的知识。

【名师点睛】化学反应是速率是衡量化学反应进行的快慢程度的物理量，用不同物质表示反应速率时，速率比等于方程式中该物质的化学计量数的比。其影响因素有温度、浓度、压强、催化剂等；升高温度化学反应速率加快；增大反应物的浓度，化学反应速率加快；使用催化剂可以大大加快反应速率；对于有气体参加的反应，改变压强，导致物质的浓度增大，若增大压强使物质的浓度增大，则反应速率加快，若反应物气体参加，则改变压强。化学反应速率不变。在这些影响因素中催化剂的影响最大，其次是温度，浓度(或压强)影响较小。改变外界条件，可以使正反应速率、逆反应速率发生变化；若改变后V正>V逆，则平衡正向移动；若V正