Question

9．碳及其化合物在工業生產中有廣泛的用途．回答下列問題：
（1）C（s）+H₂O（g）?CO（g）+H₂（g）△H=+131.3kJ•mol^-1，以上反應達到平衡后，在體積不變的條件下，以下措施有利于提高H₂的產率的是AD；（填序號）
A．升高溫度　  B．增加碳的用量   C．加入催化劑　　D．用CO吸收劑除去CO
（2）又知，C（s）+CO₂（g）?2CO（g）△H=+172.5kJ•mol^-1，則CO（g）+H₂O（g）?CO₂（g）+H₂（g）的△H=-41.2kJ/mol；
（3）在一定溫度下，將CO（g）和H₂O（g）各0.16mol分別通入到體積為2.0L的恒容密閉容器中，發生以下反應：CO（g）+H₂O（g）?CO₂（g）+H₂（g），得到如下數據：

t/min	2	4	7	9
n（H2O）/mol	0.12	0.11	0.10	0.10

①其他條件不變，降低溫度，反應達到新平衡前v_（逆）＜v_（正） （填“＞”、“＜”、“=”）
②該溫度下此反應的平衡常數K=0.36；
③其他條件不變，再充入0.1mol CO和0.1mol H₂O（g），平衡時CO的體積分數不變（填“增大”、“減小”、“不變”）．

Answer 1

分析 （1）達到平衡后，體積不變時，能提高H₂O的平衡轉化率，應使平衡向正反應方向移動，反應是氣體體積不變的吸熱反應；
（2）依據熱化學方程式和蓋斯定律計算分析得到；
（3）①正反應放熱，降溫時平衡正向移動；
②平衡常數表達式為K=$\frac{生成物平衡濃度的冪次方乘積}{反應物平衡濃度的冪次方乘積}$；
③反應前后氣體體積不變，等比例加入反應物，平衡與原平衡等效．

解答 解：（1）達到平衡后，體積不變時，能提高H₂O的平衡轉化率，應使平衡向正反應方向移動，反應是氣體體積不變的吸熱反應；
A．反應是吸熱反應，升高溫度平衡正向進行，反應速率增大，有利于提高H₂O的平衡轉化率，故A符合；
B．增加碳的用量，固體不改變化學平衡，水的轉化率不變，故B不符合；   
C．加入催化劑改變化學反應速率，不改變化學平衡，水的轉化率不變，故C不符合；　　
D．用CO吸收劑除去CO，平衡正向進行，水的轉化率增大，故D符合；
故答案為：AD；
（2）①C（s）+CO₂（g）?2CO（g）△H=+172.5kJ•mol^-1，
②C（s）+H₂O（g）?CO（g）+H₂（g）△H=+131.3kJ•mol^-1，
依據熱化學方程式和蓋斯定律②-①得到，CO（g）+H₂O（g）?CO₂（g）+H₂（g），△H=-41.2kJ•mol^-1；
故答案為：-41.2kJ•mol^-1 ；
（3）①正反應放熱，降溫時平衡正向移動，v（正）＞v（逆），
故答案為：＜；
②CO和H₂O反應了0.06mol，則CO₂和H₂生成了0.06mol，平衡時各物質的濃度為：反應物CO和H₂O為0.05mol/L，生成物CO₂和H₂為0.03mol/L，平衡常數表達式為K=$\frac{生成物平衡濃度的冪次方乘積}{反應物平衡濃度的冪次方乘積}$=$\frac{0.03mol/L×0.03mol/L}{0.05mol/L×0.05mol/L}$=0.36，
故答案為：0.36；
③反應前后氣體體積不變，與原平衡等比例加入反應物，平衡與原平衡等效，所以，平衡時各物質的濃度與原判斷相同，
故答案為：不變．

點評 本題主要考查了平衡移動、蓋斯定律應用、平衡常數的計算、等效平衡，題目難度中等．