Question

為了減少CO對大氣的污染，某研究性學習小組擬研究CO和H₂O反應轉化為綠色能源H₂。已知：
2CO(g)+O₂(g)＝2CO₂(g)   △H＝－566kJ·moL^－1
2H₂(g)+O₂(g)＝2H₂O(g)   △H＝－483.6KJ·moL^－1
H₂O (g)＝H₂O(l)         △H＝－44.0KJ·moL^－1
（1）氫氣的標準燃燒熱△H＝           kJ·moL^－1
（2）寫出CO和H₂O(g)作用生成CO₂和H₂的熱化學方程式                 
（3）往 1L體積不變的容器中加入1.00mol CO和1.00mol H₂O(g)，在t℃時反應并達到平衡，若該反應的化學平衡常數K＝1，則t℃時CO的轉化率為       ；反應達到平衡后，升高溫度，此時平衡常數將      （填“變大”、“不變”或“變小”），平衡將向        （填“正”或“逆”）方向移動。
（4）在CO和H₂O反應轉化為綠色能源H₂中，為了提高CO的轉化率，可采取的措施是        。

A．增大的CO濃度

B．增大的H2O(g)濃度

C．使用催化劑

D．降低溫度

Answer 1

（共11分）（1）－285.8（2分）
（2）CO(g)+H₂O(g)＝CO₂(g)＋H₂(g) △H＝－41.2kJ/mol（3分）
（3）50%（2分）；變小（1分）；逆（1分）  （4）BD（2分）

試題分析：（1）通常條件下，1mol氫氣完全燃燒生成液態水放出的熱量為氫氣的燃燒熱。已知反應①2H₂(g)+O₂(g)＝2H₂O(g)  △H＝－483.6KJ·moL^－1、②H₂O (g)＝H₂O(l) △H＝－44.0KJ·moL^－1，則根據蓋斯定律可知，①×＋②即得到反應H₂(g)+O₂(g)＝H₂O(g)，所以該反應的△H＝－483.6KJ?moL^-1÷2＋－44.0KJ·moL^－1＝－285.8KJ?moL^-1，即氫氣的標準燃燒熱△H＝－285.8KJ?moL^-1。
（2）已知反應①2CO(g)+O₂(g)＝2CO₂(g)   △H＝－566kJ·moL^－1、②2H₂(g)+O₂(g)＝2H₂O(g)   △H＝－483.6KJ·moL^－1，則根據蓋斯定律可知，（①－②）÷2即得到反應CO(g)+H₂O(g)＝CO₂(g)＋H₂(g) ，所以該反應的分液△H＝(－566kJ·moL^－1＋483.6KJ·moL^－1)÷2＝－41.2kJ/mol。（3）（3）令參加反應的CO的物質的量濃度為nmol/L，則：
CO(g)+H₂O(g)CO₂(g)＋H₂(g)
起始濃度（mol/L）1      1         0      0
轉化濃度（mol/L）n      n          n      n
平衡濃度（mol/L）1－n  1－n      n      n
所以根據平衡常數可知K＝＝＝1
解得n＝0.5mol/L
所以t℃時CO的轉化率為×100%＝50%
由（2）可知該反應正反應是放熱反應，升高溫度平衡向逆反應移動，平衡常數變小。
（4）A、增大的CO濃度，平衡向正反應移動，但CO的轉化率降低，故A錯誤；B、增大的H₂O(g)濃度，平衡向正反應移動，但CO的轉化率增大，故B正確；C、使用催化劑加快反應速率，平衡不移動，CO轉化率不變，故C錯誤；D、降低溫度平衡向正反應移動，但CO的轉化率增大，故D正確，答案選BD。