Question

【題目】水煤氣是一種低熱值煤氣，主要成分為H2和CO，主要作為工業上合成氨和液體燃料的原料．
（1）反應CO（g）+H2O（g）CO2（g）+H2（g）△H=﹣41KJ/mol的v﹣t圖象如圖1所示，若其他條件不變，只是在反應前縮小體積使壓強增大，則其v﹣t圖象如圖2所示．

下列說法正確的是
①a1＞a2 ②a1＜a2 ③b1＞b2 ④b1＜b2 ⑤t1＞t2 ⑥t1=t2 ⑦兩圖中陰影部分面積相等 ⑧圖2陰影部分面積更大
A.①④⑤⑦
B.①③⑥⑦
C.②④⑤⑧
D.②④⑤⑦
（2）在一定溫度下將C單質和CO2（g）各0.10mol充入體積為1L的恒容密閉容器中發生反應C（s）+CO2（g）2CO（g）△H=+172KJ/mol．
①下列示意圖正確且能說明反應在t1時刻已經達到化學平衡狀態的是（填序號）．

②達到平衡時，容器內的壓強為起始時的1.5倍，則此時反應的化學平衡常數K=；若此時再分別加入0.05mol的CO2和0.1mol的CO，則此時平衡將（填“左移”、“右移”或“不移動”．）若將該反應的起始條件改為恒溫恒壓，則達到平衡時，CO2的轉化率將（填“增大”“減小”或“不變”）．
（3）工業上用焦炭和水蒸氣制備水煤氣的熱化學方程式為
（4）在一定條件下以CO和H2為原料可以合成乙醇，反應方程式為：2CO（g）+4H2（g）CH3CH2OH（g）+H2O（g）△H=aKJ/mol．
請從反應能否自發進行的角度解釋a一定小于0的原因： ， 若只改變反應的一個條件，能使平衡體系中n 增大的措施有（答出兩點即可）

Answer 1

【答案】
（1）C
（2）ac；左移；增大
（3）C（s）+H2O（g）=CO（g）+H2（g）△H=+131KJ/mol
（4）該反應的△S＜0，只有當△H＜0時，吉布斯自由能△G=△H﹣T△S才有可能小于0，反應才能在一定條件下自發進行，所以a＜0；降溫，加壓或增加CO的濃度
【解析】解：（1）反應CO（g）+H2O（g）CO2（g）+H2（g）△H=﹣41KJ/mol的v﹣t圖象如圖1所示，反應前后氣體體積不變，若其他條件不變，只是在反應前縮小體積使壓強增大，物質濃度增大，反應速率增大，達到平衡所需時間縮小，陰影部分為反應物濃度變化量，圖2中濃度變化比圖1中濃度變化大，則分析選項得到：a1＜a2 ， b1＜b2 ， t1＞t2 ， 兩圖中陰影部分面積圖2陰影部分面積更大，選擇②④⑤⑧，故選C，所以答案是：C；（2）①a．t1時正逆反應速率相同，說明反應達到平衡狀態，故a正確；
b、t1時平衡常數不繼續變化，正逆反應速率不相等，不能說明達到了平衡狀態，故b錯誤；
c、反應前后氣體質量變化，質量增加，物質的量增大，t1時氣體平均摩爾質量不變，說明正逆反應速率相等，反應達到平衡狀態，故c正確；
d、t1后氣體壓強增大，始終發生變化，表明正逆反應速率不相等，反應不能達到平衡狀態，故d錯誤；
故選ac，
所以答案是：ac；②在一定溫度下將C單質和CO2（g）各0.10mol充入體積為1L的恒容密閉容器中發生反應，設二氧化碳消耗濃度為x，

	C（s）+	CO2（g）		2CO（g）	△H=+172KJ/mol
起始量（mol/L）		0.10		0
變化量（mol/L）		x		2x
平衡量（mol/L）		0.10﹣x		2x

達到平衡時，容器內的壓強為起始時的1.5倍，則0.10﹣x+2x=0.10×1.5，
x=0.05mol/L，則平衡常數K= =0.2，
若此時再分別加入0.05mol的CO2和0.1mol的CO，此時濃度商Qc= =0.4＞K=0.2，則此時平衡將左移，若將該反應的起始條件改為恒溫恒壓，隨反應進行其他物質的量增加，為保持恒壓，氣體體積增大氣體壓強減小，平衡正向進行，則達到平衡時，CO2的轉化率將增大，
所以答案是：0.2；左移；增大；（3）①CO（g）+H2O（g）CO2（g）+H2（g）△H=﹣41KJ/mol，
②C（s）+CO2（g）2CO（g）△H=+172KJ/mol．
蓋斯定律計算①+②得到所需熱化學方程式：C（s）+H2O（g）=CO（g）+H2（g）△H=+131KJ/mol，
所以答案是：C（s）+H2O（g）=CO（g）+H2（g）△H=+131KJ/mol；（4）在一定條件下以CO和H2為原料可以合成乙醇，反應方程式為：2CO（g）+4H2（g）CH3CH2OH（g）+H2O（g）△H=aKJ/mol．
弱反應自發進行△G=△H﹣T△S＜0，反應前后氣體體積減小，△S＜0，只有當△H＜0時，吉布斯自由能△G=△H﹣T△S才有可能小于0，所以a＜0，
改變條件使比值 增大，平衡需要正向進行，反應是放熱反應可以降低溫度，反應前后氣體體積減小可以是增大壓強，也可以增大CO濃度提高氫氣轉化率，
所以答案是：該反應的△S＜0，只有當△H＜0時，吉布斯自由能△G=△H﹣T△S才有可能小于0，反應才能在一定條件下自發進行，所以a＜0；降溫，加壓或增加CO的濃度．
【考點精析】解答此題的關鍵在于理解化學平衡狀態本質及特征的相關知識，掌握化學平衡狀態的特征：“等”即 V正=V逆>0；“動”即是動態平衡，平衡時反應仍在進行；“定”即反應混合物中各組分百分含量不變；“變”即條件改變，平衡被打破，并在新的條件下建立新的化學平衡；與途徑無關，外界條件不變，可逆反應無論是從正反應開始，還是從逆反應開始，都可建立同一平衡狀態（等效），以及對化學平衡狀態的判斷的理解，了解狀態判斷：①v(B耗)=v(B生)②v(C耗):v(D生)=x : y③c(C)、C%、n(C)%等不變④若A、B、C、D為氣體，且m+n≠x+y，壓強恒定⑤體系顏色不變⑥單位時間內某物質內化學鍵的斷裂量等于形成量⑦體系平均式量恒定（m+n ≠ x+y）等．