Question

【題目】工業(yè)上利用CO和水蒸氣在一定條件下發(fā)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(fā)生反應。相關(guān)數(shù)據(jù)如下：

容器編號	起始時各物質(zhì)物質(zhì)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(zhuǎn)化率為_____________。

（3）計算容器②中反應的平衡常數(shù)K=_____________。某時刻測得②中氫氣的物質(zhì)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(shù)相等

b．容器②中反應達平衡狀態(tài)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．容器①中，反應的化學反應速率為：

e．平衡時，兩容器中CO的轉(zhuǎn)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（2）80%

（3）1 小于（4）a e

（5）CO（g） +0.5O2（g）=CO2（g） ΔH=-283kJ/mol

【解析】

試題分析：（1）該反應放熱，焓變小于0，焓變等于反應物分子化學鍵總能量－生成物分子化學鍵總能量，所以該反應過程中，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）

容器①中反應達平衡時，CO的轉(zhuǎn)化率為80%；

（3）

得k=1

某時刻測得②中氫氣的物質(zhì)的量為1.8mol,

，此時反應逆向進行，V正小于V逆；

（4）a．該反應是的反應，平衡時，①②為等效平衡，所以兩容器中H2的體積分數(shù)相等，故a正確；

b．①②為等效平衡，容器②中反應物是①的2倍，反應達平衡狀態(tài)時放出的熱是①的2倍，Q= 65.6 kJ，故b錯誤；

c．容器②中反應物是①的2倍，反應開始時，兩容器②中反應的化學反應速率大于容器①，故c錯誤；

d．容器①中，反應的化學反應速率為： mol/（L·min），故d錯誤；

e．平衡時，①②為等效平衡，所以兩容器中H2平衡時，兩容器中CO的轉(zhuǎn)化率相同，故e正確；

（5）已知：①2H2（g）+O2（g）=2H2O（g）ΔH＝－484kJ/mol，

②CO（g）＋H2O（g）CO2（g）＋H2（g）△H＝－41kJ/mol，

根據(jù)蓋斯定律，①＋②得CO完全燃燒生成CO2的熱化學方程式

CO（g）+0.5O2（g）=CO2（g）ΔH=-283kJ/mol。