Question

14．水煤氣（CO 和H₂）是重要燃料和化工原料，可用水蒸氣通過熾熱的炭層制得：C（s）+H₂O（g）?CO（g）+H₂（g）?△H=+131.3KJ•mol
（1）該反應的平衡常數K隨溫度的升高而增大（選填“增大”“減小”或“不變”）
（2）上述反應達到平衡后，將體系中的C（s）部分移走，平衡向左移（選填“向左移”“向右移”或“不移動”下同）．達到平衡后，增加H₂O（g）的濃度，平衡向右移
（3）下列事實能說明該反應在一定條件下已達到平衡狀態(tài)的有AB（填序號）．
A．單位體積內每消耗1molCO的同時生成1molH₂
B．混合氣體總物質的量保持不變
C．生成H₂O（g）的速率與消耗CO的速率相等
D．H₂O（g）、CO、H₂的濃度相等
（4）某溫度下，將4.0molH₂O（g）和足量的炭充入2 L的密閉容器中，發(fā)生如下反應，C（s）+H₂O（g）?CO（g）+H₂O（g），達到平衡時測得K=1，則此溫度下H₂O（g）的轉化率為50%．

Answer 1

分析 （1）該反應正反應是吸熱反應，升高溫度平衡向正反應方向移動；
（2）將C全部移走，則正反應為0．逆反應速率大于正反應速率；增加H₂O（g）的濃度，平衡向生成物的方向移動；
（3）依據平衡標志是正逆反應速率相同，各組分含量保持不變，結合反應特征和平衡移動原理分析選項；
（4）依據化學平衡三段式列式計算，轉化率=$\frac{消耗量}{起始量}$×100%計算得到

解答 解：（1）該反應正反應是吸熱反應，升高溫度平衡向正反應方向移動，平衡常數增大；
故答案為：增大； 
（2）將C全部移走，由于是可逆反應，還會生成碳，生成的碳不能完全反應，故平衡向左移動，達到平衡后，增加H₂O（g）的濃度，平衡向右移動，
故答案為：向左移；向右移； 
（3）A．單位體積內每消耗1mol CO的同時生成1molH₂ ，說明對一氧化碳或氫氣正逆反應速率相同，故A正確；
B．反應前后氣體物質的量變化，混合氣體總物質的量保持不變說明反應達到平衡狀態(tài)，故B正確；
C．生成H₂O（g）的速率與消耗CO的速率相等只能說明反應逆向進行，不能說明反應達到平衡狀態(tài)，故C錯誤；
D．H₂O（g）、CO、H₂的濃度相等和起始量變化量有關，不能作為平衡標志，故D錯誤；
故答案為：AB；
（4）設H₂O轉化了xmol/L，依據化學平衡三段式列式計算；
                            C （s）+H₂O（g）?CO （g）+H₂ （g）
初始濃度（mol/L）                 2.0            0                  0
轉化濃度（mol/L）                    x              x                     x
平衡濃度（mol/L）                   2.0-x         x                        x
達到平衡時測得K=1，
K=$\frac{c（CO）c（{H}_{2}）}{c（{H}_{2}O）}$=$\frac{{x}^{2}}{2.0-x}$=1，解得x=1mol/L
所以α（H₂O）=$\frac{1mol/L}{2mol/L}$×100%=50%；
故答案為：50%．

點評 本題考查較為綜合，涉及化學平衡常數及有關計算、化學平衡及反應速率的影響因素、熱化學方程式書寫等，為高考常見題型，題目難度中等，（2）是易錯點，學生容易形成定式思維，認為碳是固體，不影響平衡移動，導致錯誤，注意審題是將碳完全移走．