Question

水煤气是一种高效气体燃料,其主要成分是CO和H₂,可用水蒸气通过炽热的碳制得:C (s)+H₂O(g)CO (g)+H₂ (g)　ΔH=+131 kJ·mol^-1

(1)T温度下,四个容器中均进行着上述反应,各容器中碳足量,其他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	①
Ⅲ	0.12	0.40	0.80	v正<v逆
Ⅳ	0.12	0.30	②	v正=v逆

①　　　　　　　　　　　,②　                           。 

在T温度下该反应的化学平衡常数为　　　  　。 

(2)另有一个容积可变的密闭容器。恒温恒压下,向其中加入1.0 mol碳和1.0 mol水蒸气 (H₂O),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 碳,水蒸气的转化率将　　　　 (填 “增大”、“减小”或“不变”)。 

(3)在一定条件下用水煤气能合成甲醇:CO(g)+2H₂(g) CH₃OH(g)　ΔH>0,给合成甲醇反应体系中通入少量CO则平衡　　　　 移动,减小压强则平衡　　　　移动,降低温度则平衡　　　　　　　　移动(填“向左”、“向右”或“不”)。 

Answer

(1)①v正K,所以反应向逆反应方向移动,即正反应速率小于逆反应速率。在Ⅳ中反应处于平衡状态,设c(H2)=a mol·L-1,则=1.00,解得a=0.40。

(2) C(s)+H2O(g)CO(g)+H2(g)

起始量(mol) 1.0

转化量(mol) x x x

平衡量(mol) 1.0-xx x

所以有1.0-x+x+x=1.25×1.0

解得x=0.25

所以转化率是×100%=25%

碳是固体,所以增加碳的质量,平衡不移动,水蒸气的转化率不变。

(3)增加CO的浓度,平衡向正反应方向移动。因为反应是体积减小的、吸热的可逆反应,所以降低压强或降低温度平衡都向逆反应方向移动。