“洁净煤技术”研究在世界上相当普遍，科研人员通过向地下煤层气化炉中交替鼓入空气和水蒸气的方法，连续产出了高热值的煤炭气，其主要成分是CO和H2．CO和H2可作为能源和化工原料，

Question

“洁净煤技术”研究在世界上相当普遍，科研人员通过向地下煤层气化
炉中交替鼓入空气和水蒸气的方法，连续产出了高热值的煤炭气，其主要成分是CO和H₂．
CO和H₂可作为能源和化工原料，应用十分广泛．
生产煤炭气的反应之一是：C（s）+H₂O（g）⇌CO（g）+H₂（g）△H=+131.4kJ/mol
（1）在容积为3L的密闭容器中发生上述反应，5min后容器内气体的密度增大了0.12g/L，用H₂O表示0～5min的平均反应速率为___．
（2）关于上述反应在化学平衡状态时的描述正确的是___．
A．CO的含量保持不变
B．v_正（H₂O）=v_正（H₂）
C．容器中混合气体的平均相对分子质量保持不变
（3）若上述反应在t₀时刻达到平衡（如图），在t₁时刻改变某一条件，请在图中继续画出t₁时刻之后正反应速率随时间的变化：
①缩小容器体积，t₂时到达平衡（用实线表示）；
②t₃时平衡常数K值变大，t₄到达平衡（用虚线表示）；
（4）在一定条件下用CO和H₂可以制得甲醇（化学式为CH₃OH），CH₃OH和CO的燃烧热分别为725.8kJ/mol，283.0kJ/mol，1molH₂O（l）变为H₂O（g）吸收44.0kJ的热量，写出甲醇不完全燃烧生成一氧化碳和气态水的热化学方程式___．

Answer 1

（1）根据C（s）+H₂O（g）⇌CO（g）+H₂（g）知，如果有1molH₂O参加反应，则反应前后气体质量增加12g，5min后容器内气体的密度增大了0.12g/L，则增加的质量=0.12g/L×3L=0.36g，则生成n（H₂O）=(0.36g)/(12g)×1mol=0.03mol，
用H₂O表示0～5min的平均反应速率=((△n)/(V))/(△t)=((0.03mol)/(3L))/(5min)=0.002mol/（L•min），
故答案为：0.002mol/（L•min）； 
（2）A．CO的含量保持不变时，正逆反应速率相等，反应达到平衡状态，故正确；
B．反应达到平衡状态时，v_正（H₂O）=v_正（H₂），故正确；
C．容器中混合气体的平均相对分子质量保持不变时，正逆反应速率相等，反应达到平衡状态，故正确；
故选ABC；
（3）（3）①缩小容器体积，浓度增大，正逆反应速率都增大，平衡逆向移动，图象为，故答案为：；
②化学平衡常数只与温度有关，该反应的正反应是吸热反应，升高温度平衡常数增大，升高温度平衡正向移动，图象为，故答案为：；

（4）由CO（g）和CH₃OH（l）的燃烧热△H分别为-283.0kJ•mol^-1和-725.8kJ•mol^-1，则
①CO（g）+(1)/(2)O₂（g）=CO₂（g）△H=-283.0kJ•mol^-1
②CH₃OH（l）+(3)/(2)O₂（g）=CO₂（g）+2 H₂O（l）△H=-725.8kJ•mol^-1
③H₂O（l）=H₂O（g）△H=-44KJ/mol
由盖斯定律可知用②-①+③×2得反应CH₃OH（l）+O₂（g）=CO（g）+2 H₂O（g），该反应的反应热△H=-725.8kJ•mol^-1-（-283.0kJ•mol^-1）+2×44KJ/mol=-354.8kJ•mol^-1，
故答案为：CH₃OH （l）+O₂（g）=CO （g）+2H₂O （g）△H=-354.8 kJ∕mol．