Question

煤和煤制品（如水煤气、焦炭、甲醚等）已广泛应用于工农业生产中。

（1）已知：C(s)+H₂O(g)=CO(g)+H₂(g)  △H=+131.3 kJ.mol^-l

CO₂(g)+H₂(g)=CO(g)+H₂O(g)  △H=+41.3 kJ.mol-l

则碳与水蒸气反应生成二氧化碳和氢气的热化学方程式为____________，该反应在_________（填“高温”、“低温”或“任何温度”）下有利于正向自发进行。

（2）利用炭还原法可处理氮氧化物（如NO等），发生的反应为C(s)+2NO(g)N₂ (g)+ CO₂ (g)。向某密闭容器中加入一定量的活性炭和NO，在T₁℃时，不同时间测得的各气体的浓度如下表所示：

①10～20 min内，N₂的平均反应速率可v(N₂)=____________。

②30 min后，只改变某一条件，反应重新达到平衡，根据上表中的数据判断改变的条件可能是_______（填字母）。

A．通入一定量的NO     B．加入一定量的活性炭

C．加入合适的催化剂    D．遁当缩小容器的体积

（3）研究表明，反应CO(g)+H₂O(g)H₂(g)+CO₂(g)的平衡常数随温度的变化如下表所示：

若反应在500℃时进行，设起始时CO和H₂O的浓度均为0.020 mol．L^-l，在该条件下达到平衡时，CO的转化率为____________。

Answer

(1)C(s)+2H2O(g)=CO2(g)+2H2(g)△H=+90．0kJ．mol-1；高温；

(2)①0.009mol．L-l．min-l；②AD；(3)75%。

【解析】

试题分析：（1）两式相减，得出热化学反应方程方式为C( s) +2 H2 O( g)=CO2 ( g) +2 H2 ( g) △H = +90．0 kJ．mol-1；根据△G=△H－T△S，△S>0，△H>0，如果自发进行，△G<0，需要在高温下；(2)①根据化学反应速率的定义，c(N2)=(0.25－0.16)/10mol/(L·min)=0.009mol/(L·min)；②20min达到平衡，40min组分的浓度都增大，即增大压强，故选项AD正确；

(3) CO(g)+H2O(g)H2(g)+CO2(g)

起始： 0.02 0.02 0 0

变化： x x x x

平衡： 0.02－x 0.02－x x x，

根据化学平衡常数的定义，K=x2/(0.02－x)2=9，解得x=0.015，则CO的转化率为0.015/0.02×100%=75%。

考点：考查化学反应进行的方向、化学反应速率的计算和化学平衡的计算等知识。