Question

煤化工是以煤為原料，經(jīng)過(guò)化學(xué)加工使煤轉(zhuǎn)化為氣體、液體、固體燃料以及各種化工產(chǎn)品的工業(yè)過(guò)程．
（1）將水蒸氣通過(guò)紅熱的炭即可產(chǎn)生水煤氣．反應(yīng)為：C（s）+H₂O（g）?CO（g）+H₂（g）△H=+131.3kJ?mol^-1 一定溫度下，在一個(gè)容積可變的密閉容器中，發(fā)生上述反應(yīng)，下列能判斷該反應(yīng)達(dá)到化學(xué)平衡狀態(tài)的是

 

（填字母，下同）
a．容器中的壓強(qiáng)不變     b．1mol H-H鍵斷裂的同時(shí)斷裂2mol H-O鍵
c．v_正（CO）=v_逆（H₂O）      d．c（CO）=c（H₂）
（2）將不同量的CO（g）和H₂O（g）分別通入到體積為2L的恒容密閉容器中，進(jìn)行反應(yīng)CO（g）+H₂O（g）?CO₂（g）+H₂（g），得到如下三組數(shù)據(jù)：

實(shí) 驗(yàn) 組	溫 度 /℃	起始量/mol		平衡量/mol		達(dá)到平衡所需時(shí)間/min
		H2O	CO	H2	CO
1	650	2	4	1.6	2.4	5
2	900	1	2	0.4	1.6	3
3	900	a	b	c	d	t

①該反應(yīng)的逆反應(yīng)為

 

（填“吸”或“放”）熱反應(yīng)．
②若實(shí)驗(yàn)3要達(dá)到與實(shí)驗(yàn)2相同的平衡狀態(tài)（即各物質(zhì)的質(zhì)量分?jǐn)?shù)分別相等），且t＜3min，則a、b應(yīng)滿足的關(guān)系是

 

（用含a、b的數(shù)學(xué)式表示）．
（3）目前工業(yè)上有一種方法是用CO₂來(lái)生產(chǎn)甲醇．一定條件下發(fā)生反應(yīng)：CO₂（g）+3H₂（g）?CH₃OH（g）+H₂O（g），如圖表示該反應(yīng)進(jìn)行過(guò)程中能量（單位為kJ?mol^-1）的變化．在體積為1L的恒容密閉容器中，充入1mol CO₂和3mol H₂，下列措施中能使c（CH₃OH）增大的是

 

a．升高溫度                 
b．充入N₂（g），使體系壓強(qiáng)增大
c．將H₂O（g）從體系中分離出來(lái)
d．再充入0.5mol CO₂和1.5mol H₂．

Answer 1

考點(diǎn)：化學(xué)平衡狀態(tài)的判斷,化學(xué)平衡的影響因素,等效平衡

專(zhuān)題：化學(xué)平衡專(zhuān)題

分析：（1）反應(yīng)達(dá)到平衡狀態(tài)時(shí)，正逆反應(yīng)速率相等，平衡時(shí)各種物質(zhì)的物質(zhì)的量、濃度、含量等不再發(fā)生變化，以及由此衍生的其它量不變，可由此進(jìn)行判斷；
（2）①根據(jù)溫度變化，平衡時(shí)的生成物的物質(zhì)的量的多少判斷平衡移動(dòng)的方向；
②使實(shí)驗(yàn)3達(dá)到平衡狀態(tài)時(shí)各物質(zhì)的體積分?jǐn)?shù)與實(shí)驗(yàn)2分別相等，為等效平衡，該反應(yīng)為反應(yīng)前后氣體的體積不發(fā)生變化，滿足n（H₂O）：n（CO）=1：2即可；
（3）要使c（CH₃OH）增大，平衡正向移動(dòng)．

解答： 解：（1）A．反應(yīng)前后氣體的物質(zhì)的量不發(fā)生變化，容器中始終壓強(qiáng)不變，不能說(shuō)明反應(yīng)到達(dá)平衡，故A錯(cuò)誤；
B．l molH-H鍵斷裂的同時(shí)斷裂2mol H-O鍵，斷裂2mol H-O鍵同時(shí)生成l molH-H鍵，說(shuō)明反應(yīng)到達(dá)平衡，故B正確；
C．根據(jù)反應(yīng)可知，自始至終v_正（CO）=v_正（H₂O），若v_正（CO）=v_逆（H₂O），則v_正（H₂O）=v_逆（H₂O），說(shuō)明反應(yīng)到達(dá)平衡，故C正確；
D．根據(jù)反應(yīng)可知，自始至終c（CO）=c（H₂），不能說(shuō)明反應(yīng)到達(dá)平衡，故D錯(cuò)誤；
故選：B、C；
（2）①根據(jù)CO（g）+H₂O（g）?CO₂（g）+H₂（g）可知壓強(qiáng)對(duì)平衡移動(dòng)無(wú)影響，如果在650℃，H₂O、CO的物質(zhì)的量改為1mol、2mol，達(dá)到平衡時(shí)CO的物質(zhì)的量應(yīng)為1.2mol，而900℃時(shí)CO的物質(zhì)的量應(yīng)為1.6mol，說(shuō)明升高溫度平衡向逆反應(yīng)方向移動(dòng)，則正反應(yīng)為放熱反應(yīng)，則逆反應(yīng)為吸熱，故答案是：吸熱；
②使實(shí)驗(yàn)3達(dá)到平衡狀態(tài)時(shí)各物質(zhì)的體積分?jǐn)?shù)與實(shí)驗(yàn)2分別相等，為等效平衡，該反應(yīng)為反應(yīng)前后氣體的體積不發(fā)生變化，滿足n（H₂O）：n（CO）=1：2即可，即b=2a，且a＞1，故答案為：b=2a．b=2a，且a＞1；
（3）a．升高溫度，平衡逆向，故不選；
b．充入N₂（g），使體系壓強(qiáng)增大，反應(yīng)物的濃度不變，平衡不移動(dòng)，故不選；
c．將H₂O（g）從體系中分離出來(lái)，平衡正向移動(dòng)，故選；
d．再充入0.5mol CO₂和1.5mol H₂，相當(dāng)于增大壓強(qiáng)，平衡正向移動(dòng)，故選；故答案為：C、D．

點(diǎn)評(píng)：本題考查化學(xué)平衡計(jì)算以及化學(xué)平衡移動(dòng)等問(wèn)題，題目難度中等，本題注意（2）②為易錯(cuò)點(diǎn)，注意把握等效平衡的理解．