Question

（本题共12分）氨是一种重要的化工产品。“一氧化碳变换”是合成氨原料气生产中的重要环节，其反应方程式为：CO(g) + H₂O(g)CO₂(g) + H₂(g)

完成下列填空：

23．恒温恒容条件下，能说明该反应达到平衡状态的是          （填字母序号）。

a．ν(CO)_消耗 = ν(H₂O)_生成               b．c(CO₂) = c(CO)

c．混合气体的总压不再改变             d．混合气体的密度不再改变

24．将不同量的CO(g)和H₂O(g)分别通入体积为2L的恒容密闭容器中进行反应，得到如下三组数据：

实验组	温度/℃	起始量/mol	平衡量/mol	达到平衡所需时间/min
		CO	H2O	CO2	CO
1	650	4	2	1.6	2.4	5
2	900	2	1	0.4	1.6	3
3	650	2	1	A	B	t

①实验1中从反应开始到达到平衡，以H₂的浓度变化表示的反应速率为             。

②A =                    。

③平衡常数：K(900℃)         K(650℃) （填“＞”、“＜”或“=”＝）。

25．温度是一氧化碳变换中最重要的工艺条件，实际生产过程中将温度控制在400℃左右，可能的原因是                                                                       。

26．C、H、O、N元素中，核外电子占据5个不同轨道的原子，其最外层电子排布式是        。这四种元素形成的化合物               （填“一定是”、“一定不是”、“不一定是”）离子化合物。

27．能证明碳的非金属性比硅强的事实是               （选填编号）。

a．酸性：H₂CO₃强于H₂SiO₃             b．高温下SiO₂与C生成Si和CO

c．键的极性：C-H > Si-H             d．熔点：金刚石 > 单晶硅

Answer

23、 a（2分） 24、 ① 0.16mol/(L.min)（1分） ② A=0.8（1分） ③ ＜（1分）

25、该反应使用催化剂，此温度是催化剂的活性温度；该反应吸热，升高温度有利于提高CO的转化率。（1分×2）（其他合理答案均给分）

26、2s22p3（1分）、 2s22p4 （1分）； 不一定是（1分） 27、a、c（1分x2）

【解析】

试题分析：23、在一定条件下，当可逆反应的正反应速率和逆反应速率相等时（但不为0），反应体系中各种物质的浓度或含量不再发生变化的状态，称为化学平衡状态。a．ν(CO)消耗 = ν(H2O)生成表示正逆反应速率相等，a正确；b．c(CO2) = c(CO)并不能表示二者的浓度不再发生变化，因此不一定说明反应达到平衡状态，b错误；c．反应前后体积不变，因此压强始终不变，则混合气体的总压不再改变不能说明反应达到平衡状态，c错误；d．密度是混合气的质量和容器容积的比值，在反应过程中质量和容积始终是不变的，因此混合气体的密度不再改变不能说明反应达到平衡状态，d错误，答案选a。

24、①根据表中数据可知实验1中从反应开始到达到平衡时生成CO21.6mol，则根据方程式可知生成氢气也是1.6mol，氢气浓度是0.8mol/L，所以以H2的浓度变化表示的反应速率为0.8mol/L÷5min＝0.16mol/(L.min)。

②根据实验1中数据可知平衡时CO、水蒸气、CO2和氢气的平衡浓度分别是1.2mol/L、0.2mol/L、0.8mol/L、0.8mol/L，所以该温度下平衡常数K＝。设实验3中A＝x，则平衡时CO、水蒸气、CO2和氢气的平衡浓度分别是（1－0.5x）mol/L、（0.5－0.5x）mol/L、0.5xmol/L、0.5xmol/L，所以，解得x＝0.8。

③根据实验2中数据可知平衡时CO2的物质的量是0.4mol，与实验3相比这说明升高温度CO2的物质的量减小，即升高温度平衡向逆反应方向进行，所以900℃时的平衡常数小于650℃时平衡常数。

25、由于该反应需要使用催化剂，此温度是催化剂的活性温度；另外生成CO的反应是吸热反应，升高温度有利于提高CO的转化率，所以实际生产过程中将温度控制在400℃左右。

26、C、H、O、N元素中，核外电子占据5个不同轨道的原子是N和O，根据核外电子排布规律可知其最外层电子排布式分别是2s22p3、 2s22p4。这四种元素形成的化合物不一定是离子化合物，例如尿素(NH2)2CO等。

27、a．非金属性越强，最高价氧化物水化物的酸性越强，则酸性H2CO3强于H2SiO3可以说明碳的非金属性比硅强，a正确；b．高温下SiO2与C生成Si和CO属于难挥发性物质制备易挥发性，与非金属性强弱无关系，b错误；c．非金属性越强，与H盐酸形成的共价键极性越强，则键的极性C-H > Si-H可以说明碳的非金属性比硅强，，c正确；d．非金属性强弱与其单质的熔点高低无关系，d错误，答案选ac。

考点：考查平衡状态判断、计算、外界条件对平衡状态的影响、核外电子排布以及非金属性强弱比较