Question

【題目】煤的氣化是高效、清潔的利用煤炭的重要途徑之一。

①C(s)+O2(g)=CO2(g) ΔH=-393.5kJ·mol-1

②CO(g)+O2(g)=CO2(g)ΔH=-283.0kJ·mol-1

③H2(g)+O2(g)=H2O(g)ΔH=-241.8kJ·mol-1

（1）則碳與水蒸氣反應(yīng)生成一氧化碳和氫氣的熱化學(xué)方程式是_______，該反應(yīng)的化學(xué)平衡常數(shù)K隨溫度的升高將_______（填“增大”、“減小”或“不變”）。

（2）CO可以與H2O(g)進一步發(fā)生反應(yīng)CO(g)+H2O(g)CO2(g)+H2(g) ΔH＜0。在甲、乙兩個恒容密閉容器中，起始時按照下表數(shù)據(jù)進行投料，在800℃時達到平衡狀態(tài)，K=1.0。

	H2O	CO	CO2	H2
甲 n/mol	0.10	0.30	0.10	0.50
乙 n/mol	0.20	0.20	0	0

起始時，甲容器中反應(yīng)向____________（填“正反應(yīng)”或“逆反應(yīng)”）方向進行；平衡時，乙容器中CO的轉(zhuǎn)化率為___________。

Answer 1

【答案】C(s）+H2O（g）=CO(g)+H2(g) ΔH=+131.3kJ·mol-1 增大 逆反應(yīng) 50%

【解析】

（1）根據(jù)蓋斯定律，由已知熱化學(xué)方程式乘以適當(dāng)?shù)南禂?shù)進行加減構(gòu)造目標熱化學(xué)方程式，反應(yīng)熱也乘以相應(yīng)的系數(shù)進行相應(yīng)的計算，根據(jù)溫度使平衡移動以及平衡常數(shù)關(guān)系分析；

（2）根據(jù)已知濃度求出Qc，然后與K比較；令參加反應(yīng)的CO的物質(zhì)的量為nmol，根據(jù)三段式表示出平衡時各組分的物質(zhì)的量，由于反應(yīng)前后氣體的體積不變，故用物質(zhì)的量代替濃度代入平衡常數(shù)列方程計算。

（1）已知：①C（s）+O2（g）═CO2（g）△H=-393.5kJ/mol

②CO（g）+O2（g）═CO2（g）△H=-283.0kJ/mol

③H2（g）+O2（g）═H2O（g）△H=-241.8kJ/mol，

根據(jù)蓋斯定律，①-③-②得C（s）+H2O（g）=CO（g）+H2（g）△H=+131.3kJmol-1，由于該反應(yīng)為吸熱反應(yīng)，所以升高溫度平衡正移，K增大；

（2）令容器體積為1L，甲容器中：Qc===>1=K，所以反應(yīng)向逆反應(yīng)進行；

令參加反應(yīng)的CO的物質(zhì)的量為nmol，則：

CO（g）+H2O（g） CO2（g）+H2（g）

開始（mol）： 0.1 0.1 0 0

轉(zhuǎn)化（mol）： n n n n

平衡（mol）： 0.1-n 0.1-n n n

故=1，解得n=0.05，故CO的轉(zhuǎn)化率為×100%=50%。