Question

17．碳及其化合物在人類生產(chǎn)、生活中的應(yīng)用非常廣泛．“低碳生活”不再只是一種理想，更是一種值得期待的生活方式．
（1）已知：
①2CH₄（g）+3O₂（g）?2CO（g）+4H₂O（l）△H₁=-1214.6kJ/mol
②2CO（g）+O₂（g）?2CO₂（g）△H₂=-566kJ/mol，
則甲烷與氧氣反應(yīng)生成二氧化碳和液態(tài)水的熱化學(xué)方程式為CH₄（g）+2O₂（g）═CO₂（g）+2H₂O（l）△H=-890.3 kJ/mol．
（2）已知在恒溫恒壓下密閉容器的可逆反應(yīng)CH₄（g）+H₂O（g）?CO（g）+3H₂（g）
①該可逆反應(yīng)一定達(dá)到平衡的標(biāo)志是CD．
A．v（CH₄）_正=3v（H₂）_逆                
B．水蒸氣的濃度與一氧化碳的濃度相等
C．平均相對分子質(zhì)量不隨時間的變化而變化   
D．密度不隨時間的變化而變化
②該可逆反應(yīng)在不同條件下，測得CH₄轉(zhuǎn)化率隨時間變化如圖所示，與實驗a相比，b的實驗條件是增加了催化劑．

Answer 1

分析 （1）①2CH₄（g）+3O₂（g）═2CO（g）+4H₂O（l）；△H₁=-1214.6kJ/mol；
②2CO（g）+O₂（g）?2CO₂（g）△H₂=-566kJ/mol，根據(jù)蓋斯定律，①+②計算；
（2）①根據(jù)化學(xué)平衡狀態(tài)的特征：正逆反應(yīng)速率相等、各組分的濃度不隨時間的變化而變化以及密度和平均相對分子質(zhì)量的公式進(jìn)行判斷；
②根據(jù)影響化學(xué)反應(yīng)速率以及平衡移動的因素來分析．

解答 解：（1）已知①2CH₄（g）+3O₂（g）═2CO（g）+4H₂O（l）；△H₁=-1214.6kJ/mol；
②2CO（g）+O₂（g）?2CO₂（g）△H₂=-566kJ/mol，
根據(jù)蓋斯定律，①+②得2CH₄（g）+4O₂（g）═2CO₂（g）+4H₂O（l）；△H=-1780.66kJ/mol；
所以甲烷燃燒熱的熱化學(xué)方程式為CH₄（g）+2O₂（g）═CO₂（g）+2H₂O（l）△H=-890.3 kJ/mol，
故答案為：CH₄（g）+2O₂（g）═CO₂（g）+2H₂O（l）△H=-890.3 kJ/mol；
（2）A．3v（CH₄）_正=v（H₂）_逆才能說明正逆反應(yīng)速率相等，故A錯誤；
B．水蒸氣的濃度與一氧化碳的濃度相等，不能說明達(dá)到了平衡，故B錯誤；
C．平均相對分子質(zhì)量等于質(zhì)量和物質(zhì)的量的比值，質(zhì)量守恒，但是物質(zhì)的量是變化的，當(dāng)平均相對分子質(zhì)量不隨時間的變化而變化，達(dá)到了平衡，故C正確；
D．根據(jù)ρ=$\frac{m}{V}$，質(zhì)量守恒，恒溫恒壓下體積變化，所以密度變化，當(dāng)密度不隨時間的變化而變化，證明達(dá)到了平衡，故D正確；
故答案為：CD；
②CH₄轉(zhuǎn)化率隨時間變化b曲線與實驗a相比，反應(yīng)速率加快了，但是平衡沒變，所以是增加了催化劑的原因，故答案為：增加了催化劑．

點評 本題考查蓋斯定律、化學(xué)平衡狀態(tài)的判斷以及圖象有關(guān)問題，難度中等，注意對知識的理解與掌握，是對學(xué)生能力的考查．