Question

5．化石燃料的燃燒會(huì)產(chǎn)生大量污染大氣的二氧化硫和溫室氣體二氧化碳，而氫氣被認(rèn)為是無碳無污染的清潔能源．
（1）某些合金可用于儲(chǔ)存氫，金屬儲(chǔ)氫的原理可表示為：
M+xH₂?MH_2x△H＜0  （M表示某種合金）
圖表示溫度分別為T₁，T₂時(shí)，最大吸氫量與氫氣壓強(qiáng)的
關(guān)系．則下列說法中，正確的是bd．
a、T₁＞T₂
b、增大氫氣壓強(qiáng)，加快氫氣的吸收速率
c、增大M的量，上述平衡向右移動(dòng)
d、上述反應(yīng)可實(shí)現(xiàn)多次儲(chǔ)存和釋放氫氣
（2）在25℃，101KPa條件下，ag氫氣完全燃燒生成液態(tài)水時(shí)放出142.9kJ熱量，則表示氫氣燃燒熱的熱化學(xué)方程式為H₂（g）+$\frac{1}{2}$O₂（g）=H₂O（l）△H=-$\frac{285.8}{a}$KJ/mol．
（3）工業(yè)上通常用生產(chǎn)水煤氣的方法制得氫氣．其中C_（s）+H₂O_（g）?CO_（g）+H_2（g），在850℃時(shí)平衡常數(shù)K=1．若向1升的恒容密閉真空容器中同時(shí)加入x mol C和6.0mol H₂O．
①當(dāng)加熱到850℃，反應(yīng)達(dá)到平衡的標(biāo)志有BC．
A．消耗水蒸氣的物質(zhì)的量與生成CO的物質(zhì)的量相等   B．容器內(nèi)的壓強(qiáng)不變
C．混合氣的密度不變   D．單位時(shí)間有n個(gè)H-O鍵斷裂的同時(shí)有n個(gè)H-H鍵斷裂
②850℃時(shí)反應(yīng)達(dá)到平衡，x應(yīng)滿足的條件是x＞2．

Answer 1

分析 （1）在壓強(qiáng)相同的條件下，T₁對(duì)應(yīng)的吸氫量大，也就是T₂→T₁，平衡正向移動(dòng)，而正反應(yīng)是放熱反應(yīng)，平衡常數(shù)是溫度的函數(shù)，溫度不變平衡常數(shù)不變，結(jié)合表達(dá)式分析求解；
（2）1g氫氣完全燃燒生成液態(tài)水時(shí)放出142.9kJ熱量，2g氫氣燃燒生成液態(tài)水放熱285.8KJ，燃燒熱是1mol可燃物完全燃燒生成穩(wěn)定氧化物放出的熱量，結(jié)合熱化學(xué)方程式書寫；
（3）①化學(xué)反應(yīng)達(dá)到化學(xué)平衡狀態(tài)時(shí)，正逆反應(yīng)速率相等，且不等于0，各物質(zhì)的濃度不再發(fā)生變化，由此衍生的一些物理量不發(fā)生變化，以此進(jìn)行判斷，得出正確結(jié)論；
②設(shè)轉(zhuǎn)化的水為amol，根據(jù)平衡常數(shù)進(jìn)行計(jì)算．

解答 解：（1）在壓強(qiáng)相同的條件下，T₁對(duì)應(yīng)的吸氫量大，也就是T₂→T₁，平衡正向移動(dòng)，而正反應(yīng)是放熱反應(yīng)，所以T₂→T₁，是降溫，所以T₂＞T₁，
a．T₁＜T₂，故a錯(cuò)誤；
b．增大氫氣壓強(qiáng)，反應(yīng)速率加快，氫氣的吸收速率加快，故b正確；
c．M為固體，增大M的量，濃度不變，上述平衡不移動(dòng)，故c錯(cuò)誤；
d．金屬儲(chǔ)氫的原理可表示為：M（s）+xH₂═MH_2x（s）△H＜0 平衡可以正向或逆向進(jìn)行，反應(yīng)可實(shí)現(xiàn)多次儲(chǔ)存和釋放氫氣，故d正確；
故答案為：bd；
（2）ag氫氣完全燃燒生成液態(tài)水時(shí)放出142.9kJ熱量，2g氫氣燃燒生成液態(tài)水放熱$\frac{285.8}{a}$KJ，則氫氣燃燒熱的熱化學(xué)方程式為：H₂（g）+$\frac{1}{2}$O₂（g）=H₂O（l）△H=-$\frac{285.8}{a}$kJ/mol；
故答案為：H₂（g）+$\frac{1}{2}$O₂（g）=H₂O（l）△H=-$\frac{285.8}{a}$KJ/mol；
（3）①C（s）+H₂O（g）?CO（g）+H₂（g），
A．消耗水蒸氣是正反應(yīng)，生成CO也是正反應(yīng)，故消耗水蒸氣的物質(zhì)的量與生成CO的物質(zhì)的量相等不能作為判斷是否達(dá)到平衡狀態(tài)的依據(jù)，故A錯(cuò)誤；
B．反應(yīng)前后氣體的體積不等，故容器內(nèi)的壓強(qiáng)不變可作為判斷是否達(dá)到化學(xué)平衡狀態(tài)的依據(jù)，故B正確；
C．密度=$\frac{m}{V}$，總質(zhì)量在變，體積不變，故混合氣的密度不變可作為判斷是否達(dá)到化學(xué)平衡狀態(tài)的依據(jù)，故C正確；
D．單位時(shí)間有n個(gè)H-O鍵斷裂是正反應(yīng)，同時(shí)有n個(gè)H-H鍵斷裂是逆反應(yīng)，但正逆反應(yīng)速率不等，故單位時(shí)間有n個(gè)H-O鍵斷裂的同時(shí)有n個(gè)H-H鍵斷裂不能作為判斷是否達(dá)到平衡狀態(tài)的依據(jù)，故D錯(cuò)誤，
故答案為：BC；
②C（s）+H₂O（g）?CO（g）+H₂（g），
開始（mol）：6 0 0
轉(zhuǎn)化（mol）：a a a
平衡（mol）：6-a a a
K=$\frac{a×a}{6-a}$=1，a=2，故x應(yīng)滿足的條件是：x＞2，
故答案為：x＞2．

點(diǎn)評(píng) 本題考查了圖象的理解應(yīng)用，主要是化學(xué)反應(yīng)速率、化學(xué)平衡影響因素、平衡標(biāo)志等知識(shí)，掌握基礎(chǔ)是解題關(guān)鍵，題目難度中等，注意知識(shí)的遷移應(yīng)用．