Question

【題目】工業(yè)上利用CO和水蒸氣在一定條件下發(fā)生反應(yīng)制取氫氣：

CO(g)＋H2O(g)CO2(g)＋H2(g) △H＝－41 kJ/mol

某小組研究在相同溫度下該反應(yīng)過程中的能量變化。他們分別在體積均為VL的兩個恒溫恒容密閉容器中加入一定量的反應(yīng)物，使其在相同溫度下發(fā)生反應(yīng)。相關(guān)數(shù)據(jù)如下：

容器編號	起始時各物質(zhì)物質(zhì)的量/mol				達(dá)到平衡的時間/min	達(dá)平衡時體系能量的變化/kJ
	CO	H2O	CO2	H2
①	1	4	0	0	t1	放出熱量：32.8 kJ
②	2	8	0	0	t2	放出熱量：Q

(1)該反應(yīng)過程中，反應(yīng)物分子化學(xué)鍵斷裂時所吸收的總能量_____________(填“大于”、“小于”或“等于”)生成物分子化學(xué)鍵形成時所釋放的總能量。

(2)容器①中反應(yīng)達(dá)平衡時，CO的轉(zhuǎn)化率為_____________。

(3)計(jì)算容器①中反應(yīng)的平衡常數(shù)K=_____________。某時刻測得②中氫氣的物質(zhì)的量為1.8mol,請問此刻V正 V逆(填大于，小于或等于)

(4)下列敘述正確的是_____________(填字母序號)。

a．平衡時，兩容器中H2的體積分?jǐn)?shù)相等

b．容器②中反應(yīng)達(dá)平衡狀態(tài)時，Q > 65.6 kJ

c．反應(yīng)開始時，兩容器中反應(yīng)的化學(xué)反應(yīng)速率相等

d．平衡時，兩容器中CO的轉(zhuǎn)化率相同

(5)已知：2H2(g)+O2(g)=2H2O(g)ΔH＝－484kJ/mol，請寫出CO完全燃燒生成CO2的熱化學(xué)方程式： 。

Answer 1

【答案】(1)小于 (1分) (2)80%(2分)(3)1 (2分) ， 小于 (1分)

(4)a d(2分) (5)2CO(g)+O2(g)﹦2CO2(g)△H=-566 kJ/mol(2分)

【解析】

試題分析：(1)正反應(yīng)為放熱反應(yīng)，反應(yīng)物分子化學(xué)鍵斷裂時所吸收的總能量小于生成物分子化學(xué)鍵形成時所釋放的總能量；

(2)平衡時放出熱量為32.8 kJ，則參加反應(yīng)的CO為=0.8mol，則CO轉(zhuǎn)化率為×100%=80%；

(3)容器①、②溫度相同，平衡常數(shù)相同，容器①中消耗CO物質(zhì)的量為0.8mol，則：

CO(g)+H2O(g)═CO2(g)+H2(g)

起始量(mol)：1 4 0 0

變化量(mol)：0.8 0.8 0.8 0.8

平衡量(mol)：0.2 3.2 0.8 0.8

反應(yīng)前后氣體體積不變，用物質(zhì)的量代替濃度計(jì)算平衡常數(shù)，則K===1；

(4)a．容器①、②中CO、H2O起始物質(zhì)的量之比均為1：4，反應(yīng)前后氣體體積不變，恒溫恒容下二者為等效平衡，兩容器中H2的體積分?jǐn)?shù)相等，故a正確；b．容器①、②為等效平衡，平衡時CO轉(zhuǎn)化率相等，容器②中反應(yīng)CO的物質(zhì)的量為2mol×80%=1.6mol，放出的熱量為1.6mol×41kJ/mol=65.6kJ，故b錯誤；c．容器②中反應(yīng)物起始濃度比①中的大，故容器②中開始反應(yīng)速率較快，故c錯誤；d．平衡時，兩容器中CO的轉(zhuǎn)化率均為80%，故d正確；故選ad；

(5)已知：①CO(g)+H2O(g)═CO2(g)+H2(g)△H=-41kJ/mol

②2H2(g)+O2(g)═2H2O (g)△H=-484kJ/mol，

根據(jù)蓋斯定律，①×2+②可得：2CO(g)+O2(g)﹦2CO2(g)△H=-566 kJ/mol。