Question

1．工業(yè)上利用CO和水蒸氣在一定條件下發(fā)生反應制取氫氣：
CO（g）+H₂O（g）?CO₂（g）+H₂（g）△H=-41kJ/mol
某小組研究在相同溫度下該反應過程中的能量變化．他們分別在體積均為2L的兩個恒溫恒容密閉容器中加入一定量的反應物，使其在相同溫度下發(fā)生反應．相關數(shù)據如下：

容器編號	起始時各物質物質的量/mol				達到平衡的時間/min	達平衡時體系能量的變化/kJ
	CO	H2O	CO2	H2
①	1	2.4	0	0	t1		放出熱量：32.8 kJ
②	2	4.8	0	0	t2		放出熱量：Q

（1）該反應過程中，反應物分子化學鍵斷裂時所吸收的總能量＜（填“＞”、“=”或“＜”）生成物分子化學鍵形成時所釋放的總能量；
（2）容器①中反應達平衡時，CO的轉化率為80%；
（3）計算容器②中反應的平衡常數(shù)K=2；
（4）下列敘述正確的是ad（填字母序號）；
a．平衡時，兩容器中H₂的體積分數(shù)相等
b．容器②中反應達平衡狀態(tài)時，Q＞65.6kJ
c．反應開始時，兩容器中反應的化學反應速率相等
d．容器①中，反應的化學反應速率為：v（H₂O）=$\frac{0.4}{{t}_{1}}$mol•L^-1•min^-1
（5）已知：2H₂（g）+O₂（g）═2H₂O（g）△H=-484kJ/mol，寫出CO完全燃燒生成CO₂的熱化學方程式：2CO（g）+O₂（g）═2CO₂（g）△H=-566KJ/mol．

Answer 1

分析 （1）反應是放熱反應，依據反應前后能量守恒分析判斷；
（2）依據反應①熱量變化結合熱化學方程式計算消耗一氧化碳物質的量計算轉化率；
（3）反應②和反應①在相同溫度下進行，平衡常數(shù)不變，依據化學平衡三段式計算平衡濃度，結合平衡常數(shù)概念計算得到；
（4）a、反應前后氣體體積不變，反應①②是相同平衡分析判斷；
b、反應是可逆反應不能進行徹底；
c、反應起始濃度不同反應速率不同；
d、反應速率是單位時間內反應物濃度減小計算得到；
（5）依據熱化學方程式和蓋斯定律計算得到．

解答 解：（1）題干條件分析可知反應是放熱反應，反應物能量高于生成物能量，反應物分子化學鍵斷裂時所吸收的總能量小于生成物中 化學鍵形成所放出的熱量；
故答案為：＜；
（2）依據反應①熱化學方程式計算；
           CO（g）+H₂O（g）?CO₂（g）+H₂（g）△H=-41kJ/mol
起始量（mol） 1     2.4          0     0      41KJ
變化量（mol） 0.8   0.8      0.8     0.8    32.8KJ
平衡量（mol）0.2     1.6     0.8     0.8
一氧化碳平衡轉化率=$\frac{0.8mol}{1mol}$×100%=80%
故答案為：80%；
（3）反應①②在相同溫度下進行，平衡常數(shù)相同，依據（2）結合平衡常數(shù)概念計算=$\frac{c（CO{\;}_{2}）c（H{\;}_{2}）}{c（CO）c（H{\;}_{2}O）}$=$\frac{0.8×0.8}{0.2×1.6}$=2，故答案為：2；
（4）a、反應前后氣體體積不變，反應①②是相同平衡，平衡時，兩容器中H₂的體積分數(shù)相等，故a正確；
b、反應是可逆反應不能進行徹底，容器②中反應達平衡狀態(tài)時，Q=65.6kJ，故b錯誤；
c、反應起始濃度不同，反應速率不同，故c錯誤；
d、反應速率是單位時間內反應物濃度減小計算，容器①中，反應的化學反應速率為v（H₂O）=$\frac{\frac{0.8mol}{VL}}{t{\;}_{1}min}$=$\frac{0.4}{t{\;}_{1}}$mol/L•min，故d正確；
故答案為：ad；
（5）①2H₂（g）+O₂（g）═2H₂O （g）△H=-484kJ/mol，
②CO（g）+H₂O（g）?CO₂（g）+H₂（g）△H=-41kJ/mol
依據蓋斯定律②×2+①得到：2CO（g）+O₂（g）═2CO₂（g）△H=-566KJ/mol；
故答案為：2CO（g）+O₂（g）═2CO₂（g）△H=-566KJ/mol．

點評 本題考查了化學平衡的計算應用，化學平衡的影響因素分析判斷，平衡判斷和平衡常數(shù)的計算是解題關鍵，題目難度中等．