Question

【題目】煤和煤制品（如水煤氣、焦炭、甲醚等）已廣泛應用于工農業生產中．
（1）已知：C（s）+H2O（g）=CO（g）+H2（g）△H=+131.3kJ．mol﹣l
CO2（g）+H2（g）=CO（g）+H2O（g）△H=+41.3kJ．mol﹣l
則碳與水蒸氣反應生成二氧化碳和氫氣的熱化學方程式為 ， 該反應在（填“高溫”、“低溫”或“任何溫度”）下有利于正向自發進行．
（2）利用炭還原法可處理氮氧化物（如NO等），發生的反應為C（s）+2NO（g）N2（g）+CO2 （g）．向某密閉容器中加入一定量的活性炭和NO，在T1℃時，不同時間測得的各氣體的濃度如表所示：

時間（min） 濃度（molL﹣1） 物質	0	10	20	30	40	50
NO	1.00	0.68	0.50	0.50	0.60	0.60
N2	0	0.16	0.25	0.25	0.30	0.30
CO2	0	0.16	0.25	0.25	0.30	0.30

①10～20min內，N2的平均反應速率可v（N2）= ．
②30min后，只改變某一條件，反應重新達到平衡，根據上表中的數據判斷改變的條件可能是（填字母）．
A．通入一定量的NO B．加入一定量的活性炭
C．加入合適的催化劑 D．遁當縮小容器的體積
（3）研究表明，反應CO（g）+H2O（g）H2（g）+CO2（g）的平衡常數隨溫度的變化如表所示：

溫度/℃	400	500	800
平衡常數K	9.94	9	1

若反應在500℃時進行，設起始時CO和H2O的濃度均為0.020molL﹣l ， 在該條件下達到平衡時，CO的轉化率為 ．

Answer 1

【答案】
（1）C（s）+2H2O（g）=CO2（g）+2H2（g）△H=+90.0kJ．mol﹣1；高溫
（2）0.009mol．L﹣l ． min﹣l；AD
（3）75%
【解析】解：（1）已知①C（s）+H2O（g）═CO（g）+H2（g）△H=+131.3kJmol﹣1②CO2（g）+H2（g）═CO（g）+H2O（g）△H=+41.3kJmol﹣1根據蓋斯定律，將①﹣②可得：C（s）+2H2O（g）=CO2（g）+2H2（g）△H=+90kJmol﹣1 ， 反應的焓變△H＞0，△S＞0，根據反應自發進行的判據△H﹣TS＜0，所以需要高溫下發生，所以答案是：C（s）+2H2O（g）=CO2（g）+2H2（g）△H=+90.0 kJmol﹣1；高溫；（2）①10～20min內，N2的平均反應速率v（N2）= mol/（Lmin）=0.009 mol/（Lmin），所以答案是：0.009 mol/（Lmin）；②30min后，只改變某一條件，反應重新達到平衡，圖表數據分析可知一氧化氮，氮氣，二氧化碳濃度都增大； A．通入一定量的NO，反應正向進行，達到平衡后一氧化氮、氮氣、二氧化碳濃度增大，故符合； B．加入一定量的活性炭是固體，對平衡無影響，故不符合； C．加入合適的催化劑，只能改變化學反應速率，不能改變平衡，濃度不變，故不符合； D．適當縮小容器的體積，反應前后是氣體體積不變的反應，平衡不動，但個物質濃度增大，符合要求，故符合；所以答案是：AD；
3）設CO的濃度變化量為c，三段式法用c表示出平衡時各組分個濃度，

	CO（g）+	H2O（g）		H2（g）+	CO2（g）
起始（mol/L）：	0.02	0.02		0	0
轉化（mol/L）：	c	c		c	c
平衡（mol/L）：	0.02﹣c	0.02﹣c		c	c

代入500℃時反應平衡常數有k= = =9，解得c=0.015， CO的最大所以轉化率為 ×100%=75%，所以答案是：75%．
【考點精析】利用化學平衡的計算對題目進行判斷即可得到答案，需要熟知反應物轉化率=轉化濃度÷起始濃度×100%=轉化物質的量÷起始物質的量×100%；產品的產率=實際生成產物的物質的量÷理論上可得到產物的物質的量×100%．