Question

【題目】（1）下表中的數據表示破壞1 mol化學鍵需消耗的能量(即鍵能，單位為kJ·mol－1)：

化學鍵	C—H	C—F	H—F	F—F
鍵能	414	489	565	158

根據鍵能數據計算以下反應的反應熱△H： CH4(g)+4F2(g)= CF4(g)+4HF(g) △H=____。

（2）已知在448℃時，反應H2（g）+I2（g）2HI（g）的平衡常數K1為49，則反應HI（g）H2（g）+I2（g）==的平衡常數K3為__________。

（4）在一定條件下將CO2與H2混合轉化為甲醇CH3OH是一種新型脫碳技術，這一反應同時生成H2O，實現了綠色環保、節能減排、廢物利用等目的。在一恒溫恒容密閉容器中充入1 mol CO2和3 mol H2，進行上述反應。測得CO2和CH3OH(g)的物質的量濃度隨時間的變化如圖Ⅲ所示。

①該反應方程式為______________

②0～10 min內，氫氣的平均反應速率為________；

③該溫度下，反應的平衡常數為________(保留三位有效數字)；

④10 min后，向該容器中再充入1 mol CO2和3 mol H2，則再次達到平衡時CH3OH(g)的體積分數________(填“增大”、“減小”或“不變”)。

Answer 1

【答案】1928kl/mol 1/7 CO2(g)+3H2(g)CH3OH(g)+H2O(g) 0.225mol/(L·min) 5.33 增大

【解析】

（1）化學反應的焓變=反應物總鍵能-生成物總鍵能。CH4(g）+4F2（g）=CF4（g）+4HF（g），△H=（414KJ/mol×4+158KJ/mol×4）-（489KJ/mol×4+565KJ/mol×4）=-1928KJ/mol，故答案為：-1928KJ/mol；

(2)反應H2（g）+I2（g）2HI（g）的平衡常數K1=c2(HI)/[c(H2)c(I2)]= 49

HI（g）H2（g）+I2（g）==的平衡常數K3=,所以本題答案：；

（3）①由圖可知，CO2為反應物，CH3OH為生成物，由已知在一定條件下將CO2與H2混合轉化為甲醇CH3OH同時生成H2O，10min時反應已經達平衡，△c(CO2)=1.00mol/L-0.25mol/L=0.75mol/L，△c(CH3OH)= 0.75mol/L，所以該反應的化學方程式為CO2(g)+3H2(g)CH3OH(g)+ +H2O(g)；答案：CO2(g)+3H2(g)CH3OH(g)+H2O(g)；

②10min內，v(CO2)= 0.75mol/L /10min =0.075mol/(L·min)，反應速率之比等于計量數之比，v(H2)=3v(CO2)=3×0.075mol/(Lmin)=0.225mol/(Lmin)；所以0～10 min內，氫氣的平均反應速率為0.225mol/(Lmin)；答案：0.225mol/(Lmin)；

③開始CO2的濃度為1mol/L，故容器的體積為1mol/1molL=1L，H2的起始濃度為3mol/L=3mol/L，則

： CO2(g)+3H2(g)CH3OH(g)+H2O(g)；

開始（mol/L） 1 3 0 0

變化（mol/L） 0.75 2.25 0.75 0.75

平衡（mol/L） 0.25 0.75 0.75 0.75

故該溫度下平衡常數k= 0.75×0.75/[ 0.25×0.753]=5.33；

④第10min后，向該容器中再充入1molCO2和3molH2，等效為增大壓強，平衡向正反應移動，CH3OH(g)的體積分數增大；答案：增大。