Question

水煤气（主要成分：CO、H2）是重要燃料和化工原料，可用水蒸气通过炽热的炭层制得：C（s）+H2O（g）?CO

水煤气（主要成分：CO、H2）是重要燃料和化工原料，可用水蒸气通过炽热的炭层制得：C（s）+H2O（g）?CO （g）+H2 （g）；△H=+131.3kJ?mol-1（1）某温度下，四个容器中均进行着上述反应，各容器中炭足量，其它物质的物质的量浓度及正逆反应速率关系如下表所示．请填写表中相应的空格． 容器编号 c（H2O）/mol?L-1 c（CO）/mol?L-1 c（H2）/mol?L-1 V正、V逆比较 Ⅰ 0.06 0.60 0.10 V正=V逆 Ⅱ 0.06 0.50 0.40 ？ Ⅲ 0.12 0.40 0.80 V正＜V逆 Ⅳ 0.12 0.30 ？ V正=V逆（2）另有一个容积可变的密闭容器．恒温恒压下，向其中加入1.0mol炭和 1.0mo l水蒸气 （H216O），发生上述反应，达到平衡时，容器的体积变为原来的1.25 倍．平衡时水蒸气的转化率为______；向该容器中补充 a mol 炭，水蒸气的转化率将______（填“增大”、“减小”、“不变”），再补充 a mol 水蒸气 （H218O），最终容器中C16O和C18O 的物质的量之比为______．（3）己知：C（s）+12O2（g）=CO（g）；△H=-110.5kJ?mol-1CO（g）+12O2（g）=CO2（g）；△H=-283.0kJ?mol-1H2（g）+12O2（g）=H2O（g）；△H=-241.8kJ?mol-1那么，将2.4g 炭完全转化为水煤气，然后再燃烧，整个过程△H=______kJ?mol-1．

Answer 1

（1）由反应Ⅰ达到平衡状态可知，反应的平衡常数K=

0.1×0.60

0.06

=1，
反应Ⅱ中Qc=

0.4×0.5

0.06

=3.33＞1，则反应向逆反应方向移动，即V_正＜V_逆，
反应Ⅳ中V_正=V_逆，说明反应达平衡状态，则有

0.3×c(H2)

0.12

＝1，c（H₂）=0.4mol/L，
故答案为：

				V正＜V逆
			0.40

（2）根据反应方程式利用三段式法计算，转化的水蒸汽为x，根据体积之比等于物质的量之比计算，
      C （s）+H₂¹⁶O（g） C¹⁶O （g）+H₂ （g）
起始：1mol               0       0
转化：x                 x       x
平衡：1-x                x       x       
  则有：

(1?x)+x+x

1

＝1.25，x=0.25mol，所以转化率为

0.25

1

× 100%=25%，
增加固体的对反应速率和化学平衡都没有影响，水蒸气的转化率不变，
恒温恒压下，再补充 a mol 水蒸气 （H₂¹⁸O），平衡状态不变，为等效平衡，水的转化率相等，则有生成的C¹⁸O 的物质的量为a×25%=0.25a，
所以达平衡时C¹⁶O和C¹⁸O 的物质的量之比为0.25：0.25a=1：a，
故答案为：25%；不变；1：a；  
（3）n（C）=

2.4g

12g/mol

=0.2mol，与水反应生成0.2molCO和0.2molH₂，反应吸收的热量为0.2mol×131.3KJ/mol=26.26KJ，
0.2molCO完全燃烧放出的热量为0.2mol×283KJ/mol=56.6KJ，
0.2molH₂完全燃烧放出的热量为0.2mol×241.8KJ/mol=48.36KJ，
所以将2.4g 炭完全转化为水煤气，然后再燃烧，整个过程放出的热量为56.6KJ+48.36KJ-26.26KJ=78.7KJ，
整个过程△H=-78.7kJ?mol^-1，故答案为：-78.7．