Question

已知熱化學(xué)方程式
①2CO（g）+O₂（g）=2CO₂（g）；△H=-566kJ/mol，
②2H₂（g）+O₂（g）=2H₂O（l）；△H=-571.6kJ/mol
③H₂O（l）=H₂O （g）；△H=+44kJ/mol
（1）計(jì)算熱化學(xué)方程式CO（g）+H₂O（g）?H₂（g）+CO₂（g）的反應(yīng)熱△H=

 

．
（2）已知方程式CO（g）+H₂O（g）?H₂（g）+CO₂（g）反應(yīng)的平衡常數(shù)和溫度的關(guān)系如下：

溫度（℃）	800	830	1000	1200
平衡常數(shù)	1.10	1.00	0.64	0.40

在1000℃時(shí)，向2L的密閉容器中充入0.2mol的CO和0.2mol的H₂O（g），如反應(yīng)到第5s時(shí)c （CO）=0.07mol/L，此時(shí)氫氣的平均反應(yīng)速率為

 

，若經(jīng)過一段時(shí)間后，達(dá)到平衡，則此時(shí)容器中氣體總的物質(zhì)的量為

 

mol．
（3）恒容條件下，下列措施能使 n（H₂）/n（CO）增大的是：

 

．（填正確選項(xiàng)的字母）
a．降低溫度   b．充入氬氣   c．再充入0.2mol的CO和0.4mol的H₂O（g）    d．加入催化劑
（4）1200℃時(shí)反應(yīng)H₂（g）+CO₂（g）?CO（g）+H₂O（g）的平衡常數(shù)的值為

 

（5）如圖是1000℃，在2L的密閉容器中充入0.2mol的CO和0.2mol的H₂O（g），CO轉(zhuǎn)化率隨反應(yīng)時(shí)間（t）的變化曲線，請(qǐng)?jiān)趫D中補(bǔ)畫出該反應(yīng)在830℃時(shí)CO轉(zhuǎn)化率隨反應(yīng)時(shí)間（t）的變化曲線．

Answer 1

考點(diǎn)：轉(zhuǎn)化率隨溫度、壓強(qiáng)的變化曲線,熱化學(xué)方程式,化學(xué)平衡的計(jì)算

專題：化學(xué)平衡專題

分析：（1）根據(jù)蓋斯定律及題干熱化學(xué)方程式計(jì)算出CO（g）+H₂O（g）?H₂（g）+CO₂（g）的反應(yīng)熱△H；
（2）先計(jì)算出5s內(nèi)CO的平均反應(yīng)速率，然后根據(jù)化學(xué)計(jì)量數(shù)關(guān)系計(jì)算出氫氣的平均反應(yīng)速率；由于該反應(yīng)是氣體體積不變的反應(yīng)，則反應(yīng)前后氣體的總物質(zhì)的量不變；
（3）根據(jù)化學(xué)平衡的影響因素對(duì)各選項(xiàng)進(jìn)行判斷；
（4）可逆反應(yīng)的正反應(yīng)與逆反應(yīng)的化學(xué)平衡常數(shù)成倒數(shù)關(guān)系；
（5）先計(jì)算出830℃時(shí)CO轉(zhuǎn)化率，然后在圖中補(bǔ)畫出該反應(yīng)在830℃時(shí)CO轉(zhuǎn)化率隨反應(yīng)時(shí)間（t）的變化曲線．

解答： 解：（1）①2CO（g）+O₂（g）=2CO₂（g）；△H=-566kJ/mol，
②2H₂（g）+O₂（g）=2H₂O（l）；△H=-571.6kJ/mol，
③H₂O（l）=H₂O （g）；△H=+44kJ/mol
根據(jù)蓋斯定律，（①-②）×

1

2

-③熱化學(xué)方程式CO（g）+H₂O（g）?H₂（g）+CO₂（g）的反應(yīng)熱△H=（-566kJ/mol-571.6kJ/mol）×

1

2

-（+44kJ/mol）=-612.8kJ/mol，
故答案為：-612.8kJ/mol；
（2）在1000℃時(shí)，向2L的密閉容器中充入0.2mol的CO和0.2mol的H₂O（g），反應(yīng)前一氧化碳的濃度為：c（CO）=

0.2mol

2L

=0.1mol/L，如反應(yīng)到第5s時(shí)c（CO）=0.07mol/L，則反應(yīng)消耗的CO的濃度為：0.1mol/L-0.07mol/L=0.03mol/L，此時(shí)CO的平均反應(yīng)速率為：v（CO）=

0.03mol/L

5s

=0.006mol/L（L?s），氫氣與CO的化學(xué)計(jì)量數(shù)相同，則v（H₂）=v（CO）=0.006mol/L（L?s）；
由于該反應(yīng)前后氣體的體積相等，則反應(yīng)前后氣體的總物質(zhì)的量相等，即反應(yīng)后氣體的總物質(zhì)的量為：0.2mol+0.2mol=0.4mol，
故答案為：0.006mol/L（L?s）；0.4；
（3）a．該反應(yīng)為放熱反應(yīng)，降低溫度，化學(xué)平衡向著正向移動(dòng)，氫氣的物質(zhì)的量增大，二氧化碳的物質(zhì)的量減小，則n（H₂）/n（CO）的比值增大，故a正確；   
b．充入氬氣，反應(yīng)體系中各組分的濃度不變，則化學(xué)平衡不一定，n（H₂）/n（CO）的比值不變，故b錯(cuò)誤；   
c．再充入0.2mol的CO和0.4mol的H₂O（g），由于該反應(yīng)是氣體體積不變的反應(yīng)，壓強(qiáng)不影響平衡，但是由于加入的水蒸氣的物質(zhì)的量增大，CO的轉(zhuǎn)化率增大，則反應(yīng)達(dá)到平衡時(shí)CO的濃度減小，氫氣的濃度增大，則n（H₂）/n（CO）的比值增大，故c正確；    
d．加入催化劑，化學(xué)平衡不一定，則n（H₂）/n（CO）的比值不變，故d錯(cuò)誤；
故選ac；
（4）1200℃時(shí)，CO（g）+H₂O（g）?H₂（g）+CO₂（g）的平衡常數(shù)為0.4，則反應(yīng)H₂（g）+CO₂（g）?CO（g）+H₂O（g）的平衡常數(shù)的值為：

1

0.4

=2.5，
故答案為：2.5；
（5）根據(jù)表中數(shù)據(jù)可知，830℃時(shí)方程式CO（g）+H₂O（g）?H₂（g）+CO₂（g）的化學(xué)平衡常數(shù)為1.00，設(shè)達(dá)到平衡時(shí)CO的轉(zhuǎn)化率為x，反應(yīng)前一氧化氮、水蒸氣的濃度都是0.1mol/L，則：CO（g）+H₂O（g）?H₂（g）+CO₂（g）
反應(yīng)前濃度（mol/L）：0.1      0.1      0       0
反應(yīng)中濃度變化（mol/L）：0.1x      0.1x     0.1x    0.1x
平衡時(shí)濃度（mol/L）：0.1-0.1x   0.1-0.1x  0.1x    0.1x
該反應(yīng)的化學(xué)平衡常數(shù)為：K=

(0.1x)×(0.1x)

(0.1-0.1x)×(0.1-0.1x)

=1，
解得：x=0.5，即830℃時(shí)一氧化碳的轉(zhuǎn)化率為50%，則該反應(yīng)在830℃時(shí)CO轉(zhuǎn)化率隨反應(yīng)時(shí)間（t）的變化曲線為：

故答案為：
．

點(diǎn)評(píng)：本題考查了熱化學(xué)方程式的書寫、化學(xué)平衡、化學(xué)反應(yīng)速率的計(jì)算等知識(shí)，題目難度中等，注意掌握化學(xué)平衡、化學(xué)反應(yīng)速率的影響因素及計(jì)算方法，明確熱化學(xué)方程式的書寫原則，能夠根據(jù)蓋斯定律書寫目標(biāo)反應(yīng)的熱化學(xué)方程式．