Question

科学家要研究跟碳元素及其化合物相关的很多课题．（1）焦炭可用于制取水煤气．测得12g碳与水蒸气完全反应

科学家要研究跟碳元素及其化合物相关的很多课题．（1）焦炭可用于制取水煤气．测得12g碳与水蒸气完全反应生成水煤气时，吸收了131.6kJ热量，该反应的热化学方程式是______．（2）工业上可用焦炭冶炼金属，若0.5mol碳完全与赤铁矿反应，得到0.6mol铁，同时生成2种常见气体，则该反应的化学方程式是______．（3）碳跟水蒸气制水煤气的反应是一个可逆反应，下列情况下能判断该反应一定达到平衡状态的是______（选填编号）．a．v正（H2O）=v正（H2） b．容器中温度不再发生改变c．消耗n mol H2同时消耗n mol CO d．容器中气体的总物质的量不随时间改变（4）温度T1时，在一体积为2L的密闭容积中，加入2.0mol CO和2.0mol的H2，反应中c（H2O）的变化情况如图所示，T1时反应[C（s）+H2O（g）?CO（g）+H2（g）]的平衡常数的数值为______．在第5分钟时将体系的温发升高到T2，若在第8分钟时达到新的平衡，请在如图中画出第5分钟到9分钟后c（H2O）浓度变化趋势的曲线（只要求定性表示）．

Answer 1

（1）12g碳的物质的量为1mol，与水蒸气完全反应生成CO、H₂，吸收131.6kJ热量，该反应的热化学方程式C（s）+H₂O（g）=CO（g）+H₂（g）△H=+131.6 kJ?mol^-1，
故答案为：C（s）+H₂O（g）=CO（g）+H₂（g）△H=+131.6 kJ?mol^-1；
（2）0.5mol碳完全与赤铁矿反应，得到0.6mol铁，同时生成2种常见气体，气体为CO₂、CO，令生成CO₂、CO的物质的量分别为xmol、ymol，根据C原子守恒有x+y=0.5，根据电子转移守恒有4x+2y=0.6×3，联立解得x=0.4、y=0.1，CO₂、CO的系数为4：1，故该反应的方程式为5C+3Fe₂O₃

高温  .

4CO₂↑+CO↑+6Fe，
故答案为：5C+3Fe₂O₃

高温  .

 4CO₂↑+CO↑+6Fe；
（3）C（s）+H₂O（g）=CO（g）+H₂（g）△H=+131.6 kJ?mol^-1，
a．v_正（H₂O）=v_正（H₂），依据反应可知自始至终v_正（H₂O）=v_正（H₂），不能说明反应到达平衡，故a错误；
b．反应是吸热反应，容器中温度不变，说明反应达到平衡，故b正确；
c．根据反应可知，消耗n mol H₂同时消耗n mol CO，反应逆向进行不能说明反应到达平衡，故C错误；
d．反应前后气体的物质的量发生变化，随反应进行气体的物质的量增加，容器中气体的总物质的量不随时间改变，说明反应到达平衡，故d正确；
故选：bd；
（4）温度T₁时，在一体积为2L的密闭容积中，加入2.0mol CO和2.0mol的H₂，反应中c（H₂O）的变化情况如图所示，
              C（s）+H₂O（g）?CO（g）+H₂（g）
起始量（mol/L）  0    0        1      1
变化量（mol/L）       0.1      0.1    0.1
平衡量（mol/L）        0.1     0.9    0.9
T₁时反应C（s）+H₂O（g）?CO（g）+H₂（g）的平衡常数=

0.9×0.9

0.1

=8.1；
在第5分钟时将体系的温发升高到T₂，若在第8分钟时达到新的平衡，在反应是吸热反应升温平衡正向进行，水的浓度减小，如图中画出第5分钟到9分钟后c（H₂O）浓度变化趋势的曲线为，
故答案为：8.1；．