Question

19．水煤氣是重要燃料和化工原料，可用水蒸氣通過熾熱的碳層制得：
C （s）+H₂O（g）?CO （g）+H₂ （g）△H=+131.3kJ•mol^-1
（1）該反應的化學平衡常數表達式K=$\frac{c（CO）×c（{H}_{2}）}{c（{H}_{2}O）}$，若某溫度下，K值的大小為0.5，此時向體積為1L的密閉容器中加入1mol H₂O（g）和足量C（s），則H₂O（g）的平衡轉化率為50%
（2）對于該反應，一定可以提高平衡體系中H₂的百分含量，又能加快反應速率的措施是A．
A．升高溫度     B．增大水蒸氣的濃度    C．加入催化劑    D．降低壓強
（3）上述反應達到平衡后，移走體系中部分C（s），平衡不移動（選填“向左移”、“向右移”、“不移動”）．

Answer 1

分析 （1）化學平衡常數是指：一定溫度下，可逆反應到達平衡時，生成物的濃度系數次冪之積與反應物的濃度系數次冪之積的比，固體、純液體不需要在化學平衡常數中寫出；設H₂O（g）的變化量為xmol，利用三行式確定平衡狀態，根據平衡常數K=0.5，計算出x的值再確定H₂O（g）轉化率；
（2）增加反應速率的措施有升高溫度、增大壓強、增大濃度、使用催化劑，而要增加平衡體系中H₂的百分含量，平衡需向正方向移動，結合勒夏特列原理判斷各選項即可；
（3）平衡體系中改變固體的量，不影響反應速率，不影響平衡的移動．

解答 解：（1）C （s）+H₂O（g）?CO （g）+H₂ （g）的平衡常數K=$\frac{c（CO）×c（{H}_{2}）}{c（{H}_{2}O）}$； 向體積為1L的密閉容器中加入1mol H₂O（g）和足量C（s），設H₂O（g）的變化量為xmol，則
                               C （s）+H₂O（g）?CO （g）+H₂ （g）
起始物質的量（mol）             1                 0             0
變化物質的量（mol）             x                 x            x
起始物質的量（mol）             1-x              x            x
K=c（CO）•c（H₂）/c（H₂O）=x•x/（1-x）=0.5，解得x=0.5，則H₂O（g）的轉化率為$\frac{0.5mol}{1mol}×100%$=50%，
故答案為：K=$\frac{c（CO）×c（{H}_{2}）}{c（{H}_{2}O）}$； 50%；
（2）A．升高溫度反應速率增大且平衡正向移動，可以提高平衡體系中H₂的百分含量，故A正確；B．增大水蒸氣的濃度，反應速率增大，生成H2的量增大，但可以平衡體系中H₂的百分含量降低，故B錯誤；C．加入催化劑反應速率增大，平衡不移動，故C錯誤；D．降低壓強，平衡正向移動，可以提高平衡體系中H₂的百分含量，但反應速率降低，故D錯誤；答案為：A；
（3）改變碳的量，不影響反應速率，不影響平衡的移動，故答案為：不移動．

點評 本題考查化學平衡影響因素、平衡常數及應用等，注意理解掌握平衡常數應用，難度中等．