Question

（1）氫能是高效、清潔能源，制氫技術(shù)的研究開發(fā)是氫能利用的必由之路．燃料水蒸氣重整法是一種有效、經(jīng)濟、廣泛采用的制氫方法，它是通過水蒸氣與燃料間的反應(yīng)來制取氫氣的．①在催化劑作用下，天然氣和水蒸氣反應(yīng)可制得一氧化碳和氫氣，已知該反應(yīng)每制得1kg氫氣需要吸收3.44×10⁴ kJ熱量，請寫出該反應(yīng)的熱化學(xué)式：

 

；②CO可繼續(xù)與水蒸氣反應(yīng)：CO（g）+H₂O（g）=CO₂（g）+H₂（g）△H=-41.0kJ?mol^-1．若將1mol甲烷與足量水蒸氣充分反應(yīng)得到1molCO₂，該反應(yīng)的焓變△H=

 

；
（2）某溫度時，在一體積為10L的容器中，通入2mol CO（g）和3mol H₂O（g）發(fā)生如下反應(yīng)：CO（g）十H₂O（g）?CO₂（g）十H₂ （g）；△H＜0 各物質(zhì)濃度變化如圖所示：
①0-4min的平均反應(yīng)速率v（H₂O）=

 

②該溫度下，此反應(yīng)的平衡常數(shù)K=

 

③該反應(yīng)達到平衡時CO的轉(zhuǎn)化率為

 

④能判斷該反應(yīng)達到化學(xué)平衡狀態(tài)的依據(jù)是

 

A、容器中壓強不變
B、混合氣體中c（CO）不變
C、V（H₂）_正=V（H₂O）_逆
D、c（CO₂）=c（CO）
⑤若保持其他條件不變，向原平衡體系中再充入3molCO，則化學(xué)平衡向

 

反應(yīng)方向移動（填“正”或“逆”），化學(xué)平衡常數(shù)值將

 

（填“增大”、“減小”或“不變”）

Answer 1

考點：物質(zhì)的量或濃度隨時間的變化曲線,反應(yīng)熱和焓變,化學(xué)平衡的影響因素

專題：化學(xué)反應(yīng)中的能量變化,化學(xué)平衡專題

分析：（1）①寫出化學(xué)方程式，并計算出生成一定量氫氣的熱效應(yīng)，得到熱化學(xué)方程式；
②根據(jù)蓋斯定律計算得到答案；
（2）①利用0-4min內(nèi)H₂O的濃度變化，計算化學(xué)反應(yīng)速率；
②利用平衡時各物質(zhì)濃度計算化學(xué)平衡常數(shù)；
③轉(zhuǎn)化的CO的濃度與起始濃度的比值獲得CO的轉(zhuǎn)化率；
④利用化學(xué)平衡狀態(tài)特征判斷；
⑤若保持其他條件不變，向原平衡體系中再充入3molCO，增大反應(yīng)物濃度，化學(xué)平衡向正反應(yīng)方向移動；化學(xué)平衡常數(shù)只與溫度有關(guān)．

解答： 解：（1）①CH₄（g）+H₂0（g）=C0（g）+3H₂；由于生成1kg氫氣需要吸收3.44×10⁴ kJ熱量，則生成3mol氫氣吸收熱量為：

3.44×104 kJ

1000g 2g/mol

×3mol=206.4kJ?mol^-1，故答案為：CH₄（g）+H₂0（g）=C0（g）+3H₂△H=206.4kJ?mol^-1；
②將CH₄（g）+H₂0（g）=C0（g）+3H₂△H=206.4kJ?mol^-1與CO（g）+H₂O（g）=CO₂（g）+H₂（g）△H=-41.0kJ?mol^-1相加，可得到：CH₄（g）+2H₂0（g）=CO₂（g）+4H₂（g）△H=+165.4 kJ?mol^-1，故答案為：+165.4 kJ?mol^-1；
（2）①利用0-4min內(nèi)H₂O的濃度變化為：△c（H₂O）=（0.30-0.18）mol/L=0.12mol/L，v（H₂O）=

0.12mol/L

4min

=0.03mol/（L?min），故答案為：0.03mol/（L?min）；
②平衡時，c（CO₂）=c（H₂）=△c（H₂O）=0.12mol/L，c（H₂O）=0.18mol/L，c（CO）=0.08mol/L，K=

c(CO2)?c(H2)

c(H2O)?c(CO)

=

0.12mol/L×0.12mol/L

0.18mol/L×0.08mol/L

=1，故答案為：1；
③△c（CO）=△c（H₂O）=0.12mol/L，該反應(yīng)達到平衡時CO的轉(zhuǎn)化率為

0.12mol/L

0.20mol/L

×100%=60%，故答案為：60%；
④A、反應(yīng)前后氣體體積不變，壓強不能判斷是否達到化學(xué)平衡狀態(tài)，故A錯誤；
B、混合氣體中c（CO）不變，達到化學(xué)平衡狀態(tài)，故B正確；
C、V（H₂）_正=V（H₂O）_逆，由于V（H₂）_逆=V（H₂O）_逆，所以V（H₂）_正=V（H₂）_逆，達到化學(xué)平衡狀態(tài)，故C正確；
D、c（CO₂）=c（CO），不能判斷是否達到化學(xué)平衡狀態(tài)，故D錯誤；
故選BC；
⑤若保持其他條件不變，向原平衡體系中再充入3molCO，增大反應(yīng)物濃度，化學(xué)平衡向正反應(yīng)方向移動；化學(xué)平衡常數(shù)只與溫度有關(guān)，溫度不變化學(xué)平衡常數(shù)不變，故答案為：正；不變．

點評：本題考查化學(xué)平衡圖象、影響平衡的因素、平衡常數(shù)影響因素、化學(xué)反應(yīng)速率的計算等，難度不大．