Question

（2013?閘北區(qū)二模）如圖是煤化工產(chǎn)業(yè)鏈的一部分，試運(yùn)用所學(xué)知識(shí)，解決下列問(wèn)題：
（1）已知該產(chǎn)業(yè)鏈中某反應(yīng)的平衡常數(shù)表達(dá)式為：K=

C(H2)?C(CO)

C(H2O)

，它所對(duì)應(yīng)反應(yīng)的化學(xué)方程式是

C（s）+H₂O（g）?CO（g）+H₂（g）

．
（2）合成甲醇的主要反應(yīng)是：2H₂（g）+CO（g）?CH₃OH（g）+90.8kJ，t℃下此反應(yīng)的平衡常數(shù)為160．此溫度下，在密閉容器中開(kāi)始只加入CO、H₂，反應(yīng)l0min后測(cè)得各組分的濃度如下：

物質(zhì)	H2	CO	CH3OH
濃度（mol/L）	0.2	0.1	0.4

①該時(shí)間段內(nèi)反應(yīng)速率v（H₂）=

0.08mol/（L?min）

②比較此時(shí)正、逆反應(yīng)速率的大小：v_正

＞

v_逆（填“＞”、“＜”或“=”）
③反應(yīng)達(dá)到平衡后，保持其它條件不變，若只把容器的體積縮小一半，平衡向

正向

（填“逆向”、“正向”或“不”）移動(dòng)，平衡常數(shù)K

不變

（填“增大”、“減小”或“不變”）．
（3）固氮是科學(xué)家致力研究的重要課題．自然界中存在天然的大氣固氮過(guò)程：N₂（g）+O₂（g）→2NO （g）-180.8kJ，工業(yè)合成氨則是人工固氮．
分析兩種固氮反應(yīng)的平衡常數(shù)，下列結(jié)論正確的是

BC

．

反應(yīng)	大氣固氮		工業(yè)固氮
溫度/℃	27	2000	25	350	400	450
K	3.84×10-31	0.1	5×108	1.847	0.507	0.152

A．常溫下，大氣固氮很難進(jìn)行，而工業(yè)固氮卻能非常容易進(jìn)行
B．模擬大氣固氮應(yīng)用于工業(yè)上的意義不大
C．工業(yè)固氮時(shí)溫度越低，氮?dú)馀c氫氣反應(yīng)越完全
D．K越大說(shuō)明合成氨反應(yīng)的速率越大．

Answer 1

分析：（1）化學(xué)平衡常數(shù)指在一定溫度下，可逆反應(yīng)達(dá)到平衡時(shí)，各生成物濃度的化學(xué)計(jì)量數(shù)次冪的乘積除以各反應(yīng)物濃度的化學(xué)計(jì)量數(shù)次冪的乘積所得的比值，據(jù)此書(shū)寫(xiě)方程式；
（2）①根據(jù)v=

△c

△t

計(jì)算v（CH₃OH），再利用速率之比等于化學(xué)計(jì)量數(shù)之比計(jì)算v（H₂）；
②計(jì)算此時(shí)的濃度商Qc，與平衡常數(shù)相比判斷反應(yīng)進(jìn)行方向，據(jù)此判斷速率大��；
③容器的體積縮小一半，壓強(qiáng)增大，平衡向體積減小的方向移動(dòng)；平衡常數(shù)只受溫度影響，溫度不變，平衡常數(shù)不變；
（3）A、化學(xué)平衡常數(shù)說(shuō)明反應(yīng)進(jìn)行的徹底程度問(wèn)題，與反應(yīng)進(jìn)行的難易程度無(wú)關(guān)；
B、大氣固氮的進(jìn)行程度很小，利用大氣固氮原理進(jìn)行工業(yè)生成，產(chǎn)率很��；
C、合成氨是放熱反應(yīng)，溫度越低，有利于平衡向正反應(yīng)移動(dòng)，反應(yīng)的轉(zhuǎn)化率越高；
D、化學(xué)平衡常數(shù)說(shuō)明反應(yīng)進(jìn)行的徹底程度問(wèn)題，與反應(yīng)速率無(wú)關(guān)．

解答：解：（1）平衡表達(dá)式為：K=

C(H2)?C(CO)

C(H2O)

，生成物為CO、H₂，反應(yīng)物含有H₂O，三者化學(xué)計(jì)量數(shù)分別為1、1、1，根據(jù)元素守恒，故另一反應(yīng)物為固體C，反應(yīng)中它所對(duì)應(yīng)反應(yīng)的化學(xué)方程式為C（s）+H₂O（g）?CO（g）+H₂（g），故答案為：C（s）+H₂O（g）?CO（g）+H₂（g）；
（2）①由表中數(shù)據(jù)可知，l0min內(nèi)甲醇的濃度變化為0.4mol/L，故v（CH₃OH）=

0.4mol/L

10min

=0.04mol/（L?min），速率之比等于化學(xué)計(jì)量數(shù)之比，故v（H₂）=2v（CH₃OH）=2×0.04mol/（L?min）=0.08mol/（L?min），故答案為：0.08mol/（L?min）；
②10min時(shí)，CO的濃度為0.1mol/L，氫氣的濃度為0.2mol/L，甲醇的濃度為0.4mol/L，故此時(shí)的濃度商Qc=

0.4

0．22×0.1

=100，小于平衡常數(shù)160，故反應(yīng)向正反應(yīng)進(jìn)行，故v_正＞v_逆，
故答案為：＞；
③容器的體積縮小一半，壓強(qiáng)增大，平衡向體積減小的方向移動(dòng)，故平衡向正反應(yīng)移動(dòng)；
平衡常數(shù)只受溫度影響，與壓強(qiáng)無(wú)關(guān)，溫度不變，平衡常數(shù)不變；
故答案為：正向；不變；
（3）A、化學(xué)平衡常數(shù)說(shuō)明反應(yīng)進(jìn)行的徹底程度問(wèn)題，與反應(yīng)進(jìn)行的難易程度無(wú)關(guān)，故A錯(cuò)誤；
B、大氣固氮的進(jìn)行程度很小，利用大氣固氮原理進(jìn)行工業(yè)生成，產(chǎn)率很小，沒(méi)有實(shí)際意義，故B正確；
C、合成氨是放熱反應(yīng)，溫度越低，有利于平衡向正反應(yīng)移動(dòng)，反應(yīng)的轉(zhuǎn)化率越高，反應(yīng)越完全，故C正確；
D、化學(xué)平衡常數(shù)說(shuō)明反應(yīng)進(jìn)行的徹底程度問(wèn)題，與反應(yīng)速率無(wú)關(guān)，故D錯(cuò)誤；
故答案為：BC．

點(diǎn)評(píng)：本題考查化學(xué)平衡常數(shù)及影響因素、意義，反應(yīng)速率計(jì)算等，難度中等，（1）中判斷有固體碳參加反應(yīng)是關(guān)鍵，注意化學(xué)平衡常數(shù)大小說(shuō)明反應(yīng)進(jìn)行程度，與反應(yīng)難易無(wú)關(guān)、與反應(yīng)速率無(wú)關(guān)．