Question

水煤气（CO 和H₂）是重要燃料和化工原料，可用水蒸气通过炽热的炭层制得：C (s) + H₂O(g) CO (g) +H₂ (g)   △H＝ +131.3 kJ•mol^－1

（1）该反应的平衡常数K随温度的升高而___________（增大 / 减小 / 不变）

（2）上述反应达到平衡后，将体系中的C (s)全部移走，平衡____________（向左移 / 向右移 / 不移动）。

（3）下列事实能说明该反应在一定条件下已达到平衡状态的有___________（填序号）。

A．单位体积内每消耗1 mol CO的同时生成1molH₂

B．混合气体总物质的量保持不变

C．生成H₂O(g)的速率与消耗CO的速率相等

D．H₂O(g)、CO、H₂的浓度相等

（4）某温度下，将4.0 mol H₂O(g)和足量的炭充入2 L的密闭容器中，发生如下反应，C (s) + H₂O(g) CO (g) +H₂ (g)，达到平衡时测得K= 1，则此温度下H₂O(g)的转化率为________________

（5）己知：① C (s) + H₂O(l) CO (g) +H₂ (g)   △H₁

② 2CO(g) + O₂(g) ＝ 2CO₂ (g)   △H ₂

③ H₂O (l)＝ H₂ (g) +1/2 O₂ (g)   △H ₃

则2C (s) + 2O₂ (g) ＝ 2CO₂ (g)的△H ＝ _____________________。

Answer

（1）增大（2）向左移（3）A B（4）50%（5）2ΔH1+ΔH2-2ΔH3

【解析】

试题分析：（1）该反应为吸热反应，温度升高，平衡正向移动，则平衡常数K随温度的升高而增大；

（2）将体系中的C(s)全部移走，则体系中只有逆反应，所以平衡向左移；

（3）A．单位体积内每消耗1molCO的同时生成1molH2，则v正=v逆，达到化学平衡状态，A正确；B．该反应为前后气体体积改变的反应，所以当混合气体总物质的量保持不变时，达到化学平衡状态，B正确；C．生成H2O(g)的速率与消耗CO的速率相等，都是指逆反应速率，不能说明达到平衡状态，C错误；D．H2O(g)、CO、H2的浓度相等，不能说明达到平衡状态，D错误；答案选AB；

（4）C (s) + H2O(g) CO (g) +H2 (g)

初始浓度（mol/L） 2 0 0

变化浓度（mol/L） a a a

平衡浓度（mol/L） 2-a a a

K=a2/(2-a)=1，则a=1；则此温度下H2O(g)的转化率为50%；

（5）① C (s) + H2O(l) CO (g) +H2 (g) △H1

② 2CO(g) + O2(g) ＝ 2CO2 (g) △H 2

③ H2O (l)＝ H2 (g) +1/2 O2 (g) △H 3

根据盖斯定律，2×①+②-2×③得2C (s) + 2O2 (g) ＝ 2CO2 (g)，则△H ＝2ΔH1+ΔH2-2ΔH3

考点：化学平衡状态，平衡常数，转化率，盖斯定律