题目

对一定条件下,在等容容器里发生的可逆反应,C（s）+H2O（g）=CO（g）+H2O（g）+Q（Q>0
对一定条件下,在等容容器里发生的可逆反应,：
C（s）+H2O（g）=CO（g）+H2O（g）+Q（Q>0）
达到平衡时,混合气体的平均相对分子质量为X,试回答下列问题：
（1）如果以碳和水蒸气作为反应的起始状态,平衡时,混合气体的平均相对分子质量的范围是 ；再充入一定量的按等物质的量混合的 CO和H2 混合气体,混合气体的平均相对分子质量 （填增大,减小,相等,不变）.
（2）如果以一氧化碳和氢气作为反应的起始状态,平衡时,混合气体的平均相对分子质量的范围是 ；当氢气和一氧化碳以 的物质的量混合时,无论化学平衡怎样移动,混合气体的平均相对分子质量不变；当氢气和一氧化碳以 3：1的物质的量比混合,达到平衡时,降低温度,混合气体的平均相对分子质量（ ） （填增大,减小,相等,不变）.
能不能附带说一下平衡反应中混合气体的平均相对分子质量的增大减小怎么看?

提问时间：2020-08-04

答案

C（s）+H2O（g）=CO（g）+H2（g）+Q（Q>0）
(1)考虑极限状态来求式量范围.
①反应物碳和水蒸气没反应,即式量就是水蒸气的大小,即18
②反应物全部转化为CO和H2,又CO和H2物质的量相等,即式量等于其平均值
（28+2）/2=15
即（15,18）；
加入生成物,气体总质量增大,平衡向左,气体物质的量减小.
根据M=m/n,故M增大
（2）思路仍然是极限法.
因为这题的反应物是CO和H2,所以投料有两种情况
①全部是CO,不发生反应,M=28
②全部是H2,不发生反应,M=2
另一面,若反应物全部转化成H2O,M=18
所以M的范围：（2,28）；
要求H2和CO以什么比例投入,使得式量不改变,
即可以看成CO+H2的平均式量=H2O的式量
十字交叉得8：5；
氢气和一氧化碳以 3：1投入,设转化量为a
···C（s）+H2O（g）=CO（g）+H2（g）+Q
初始·····0····1···3
转化·····a····a···a
平衡·····a···1-a···3-a
即平衡后气体物质的量为4-a,比原来4小,
即达到平衡后气体物质的量是减小的
现在降温,平衡向右,但是4-a无论如何是不会再变成4的
故最终气体物质的量总体还是减小
又由H2O→CO+H2,气体质量增大
根据M=m/n,M增大
混合气体平均式量增大还是减小主要看M=n/m
判断n（气体物质的量）和m（气体质量）的增减