Question

【題目】工業上利用CO和水蒸氣在一定條件下發生反應制取氫氣：

CO(g)＋H2O(g)CO2(g)＋H2(g) △H＝－41 kJ/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VL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生反應。相關數據如下：

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	4	0	0	t1	放出熱量：32.8 kJ
②	2	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“大于”、“小于”或“等于”)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_____________。

(3)計算容器①中反應的平衡常數K=_____________。某時刻測得②中氫氣的物質的量為1.8mol,請問此刻V正 V逆(填大于，小于或等于)

(4)下列敘述正確的是_____________(填字母序號)。

a．平衡時，兩容器中H2的體積分數相等

b．容器②中反應達平衡狀態時，Q > 65.6 kJ

c．反應開始時，兩容器中反應的化學反應速率相等

d．平衡時，兩容器中CO的轉化率相同

(5)已知：2H2(g)+O2(g)=2H2O(g)ΔH＝－484kJ/mol，請寫出CO完全燃燒生成CO2的熱化學方程式： 。

Answer 1

【答案】(1)小于 (1分) (2)80%(2分)(3)1 (2分) ， 小于 (1分)

(4)a d(2分) (5)2CO(g)+O2(g)﹦2CO2(g)△H=-566 kJ/mol(2分)

【解析】

試題分析：(1)正反應為放熱反應，反應物分子化學鍵斷裂時所吸收的總能量小于生成物分子化學鍵形成時所釋放的總能量；

(2)平衡時放出熱量為32.8 kJ，則參加反應的CO為=0.8mol，則CO轉化率為×100%=80%；

(3)容器①、②溫度相同，平衡常數相同，容器①中消耗CO物質的量為0.8mol，則：

CO(g)+H2O(g)═CO2(g)+H2(g)

起始量(mol)：1 4 0 0

變化量(mol)：0.8 0.8 0.8 0.8

平衡量(mol)：0.2 3.2 0.8 0.8

反應前后氣體體積不變，用物質的量代替濃度計算平衡常數，則K===1；

(4)a．容器①、②中CO、H2O起始物質的量之比均為1：4，反應前后氣體體積不變，恒溫恒容下二者為等效平衡，兩容器中H2的體積分數相等，故a正確；b．容器①、②為等效平衡，平衡時CO轉化率相等，容器②中反應CO的物質的量為2mol×80%=1.6mol，放出的熱量為1.6mol×41kJ/mol=65.6kJ，故b錯誤；c．容器②中反應物起始濃度比①中的大，故容器②中開始反應速率較快，故c錯誤；d．平衡時，兩容器中CO的轉化率均為80%，故d正確；故選ad；

(5)已知：①CO(g)+H2O(g)═CO2(g)+H2(g)△H=-41kJ/mol

②2H2(g)+O2(g)═2H2O (g)△H=-484kJ/mol，

根據蓋斯定律，①×2+②可得：2CO(g)+O2(g)﹦2CO2(g)△H=-566 kJ/mol。