Question

4．已知：
①C（s）+H₂O（g）═CO（g）+H₂（g）△H=+131.3kJ•mol^-1
②C（s）+$\frac{1}{2}$2O₂（g）═CO（g）△H=-110.5kJ•mol^-1 
③CO（g）+$\frac{1}{2}$O₂（g）═CO₂（g）△H=-283.0kJ•mol^-1
④H₂（g）+$\frac{1}{2}$O₂（g）═H₂O（g）△H=-241.8kJ•mol^-1
⑤H₂（g）+$\frac{1}{2}$O₂（g）═H₂O（l）△H=-285.8kJ•mol^-1
（1）上述反應(yīng)中，反應(yīng)物的總能量高于生成物的總能量的是②③④⑤（填序號(hào)）；
（2）用一定量水蒸氣通過(guò)熾熱的炭層后，測(cè)得收集到的水煤氣體積為22.4L（標(biāo)準(zhǔn)狀況下），則該反應(yīng)過(guò)程中吸收的熱量為65.65KJ；
（3）將2.4g炭轉(zhuǎn)化為水煤氣，再將水煤氣完全燃燒生成氣態(tài)物質(zhì)，整個(gè)過(guò)程的熱效應(yīng)總和為-78.7kJ•mol^-1；
（4）欲用燃燒法測(cè)定某水煤氣（其成分為CO和H₂）中CO的體積分?jǐn)?shù)，實(shí)驗(yàn)時(shí)需要測(cè)定的數(shù)據(jù)是第一個(gè)堿石灰增加的質(zhì)量（如m g）；
（5）NO和CO的反應(yīng)的熱化學(xué)方程式可以表示為2NO（g）+2CO（g）═2CO₂（g）+N₂（g），該反應(yīng)速率很慢，若使用機(jī)動(dòng)車(chē)尾氣催化轉(zhuǎn)化器，可以使尾氣中的NO和CO轉(zhuǎn)化成無(wú)害物質(zhì)排出，上述反應(yīng)在使用催化器后，K值將不變（填“增大”“減小”或“不變”）．

Answer 1

分析 （1）反應(yīng)物的總能量高于生成物的總能量即為放熱反應(yīng)；
（2）根據(jù)C（s）+H₂O（g）═CO（g）+H₂（g）△H=+131.3kJ•mol^-1，則測(cè)得收集到的水煤氣體積為22.4L（標(biāo)準(zhǔn)狀況下）即生成CO和H₂各0.5moL，據(jù)此計(jì)算；
（3）①C（s）+H₂O（g）═CO（g）+H₂（g）△H=+131.3kJ•mol^-1
③CO（g）+$\frac{1}{2}$O₂（g）═CO₂（g）△H=-283.0kJ•mol^-1
④H₂（g）+$\frac{1}{2}$O₂（g）═H₂O（g）△H=-241.8kJ•mol^-1
根據(jù)蓋斯定律①+③+④計(jì)算；
（4）取一定量的混合氣體（如標(biāo)況下V L）充分燃燒，將產(chǎn)物依次通過(guò)濃硫酸、堿石灰、堿石灰，后一個(gè)堿石灰是防止空氣中的二氧化碳和水蒸氣進(jìn)入．測(cè)第一個(gè)堿石灰增加的質(zhì)量（如m g），則CO的體積分?jǐn)?shù)為$\frac{\frac{m}{44×22.4}}{V}$據(jù)此分析；
（5）催化劑只改變反應(yīng)速率，不改變平衡移動(dòng)．

解答 解：（1）反應(yīng)物的總能量高于生成物的總能量即為放熱反應(yīng)，則放熱反應(yīng)△H＜0，所以上述反應(yīng)中，反應(yīng)物的總能量高于生成物的總能量的是②③④⑤，故答案為：②③④⑤；
（2）因?yàn)镃（s）+H₂O（g）═CO（g）+H₂（g）△H=+131.3kJ•mol^-1，則測(cè)得收集到的水煤氣體積為22.4L（標(biāo)準(zhǔn)狀況下）即生成CO和H₂各0.5moL，所以該反應(yīng)過(guò)程中吸收的熱量為131.3×0.5=65.65KJ，故答案為：65.65KJ；
（3）①C（s）+H₂O（g）═CO（g）+H₂（g）△H=+131.3kJ•mol^-1
③CO（g）+$\frac{1}{2}$O₂（g）═CO₂（g）△H=-283.0kJ•mol^-1
④H₂（g）+$\frac{1}{2}$O₂（g）═H₂O（g）△H=-241.8kJ•mol^-1
根據(jù)蓋斯定律①+③+④得C（s）+O₂（g）═CO₂（g）△H=+131.3-283.0-241.8=-393.5kJ•mol^-1，所以2.4g炭轉(zhuǎn)化為水煤氣，再將水煤氣完全燃燒生成氣態(tài)物質(zhì)，整個(gè)過(guò)程的熱效應(yīng)總和為$\frac{2.4}{12}$×（-393.5）=-78.7kJ•mol^-1，故答案為：-78.7kJ•mol^-1；
（4）取一定量的混合氣體（如標(biāo)況下V L）充分燃燒，將產(chǎn)物依次通過(guò)濃硫酸、堿石灰、堿石灰，后一個(gè)堿石灰是防止空氣中的二氧化碳和水蒸氣進(jìn)入．測(cè)第一個(gè)堿石灰增加的質(zhì)量（如m g），則CO的體積分?jǐn)?shù)為$\frac{\frac{m}{44×22.4}}{V}$，所以實(shí)驗(yàn)時(shí)需要測(cè)定的數(shù)據(jù)是第一個(gè)堿石灰增加的質(zhì)量（如m g），故答案為：第一個(gè)堿石灰增加的質(zhì)量（如m g）；
（5）催化劑只改變反應(yīng)速率，不改變平衡移動(dòng)，所以使用機(jī)動(dòng)車(chē)尾氣催化轉(zhuǎn)化器，可以使尾氣中的NO和CO轉(zhuǎn)化成無(wú)害物質(zhì)排出，上述反應(yīng)在使用催化器后，K值將不變，故答案為：不變．

點(diǎn)評(píng) 本題考查知識(shí)點(diǎn)較多，注重對(duì)吸放熱反應(yīng)的判斷，反應(yīng)熱的計(jì)算以及催化劑對(duì)化學(xué)平衡移動(dòng)的影響等，題目難度中等，（4）為學(xué)生解答的易錯(cuò)點(diǎn)和難點(diǎn)．