Question

（14分）碳及其化合物在人類生產(chǎn)、生活中的應(yīng)用非常廣泛�！暗吞忌�活”不再只是一種理想，更是一種值得期待的生活方式。

（1）已知：①2CH4(g)+3O2(g)2CO(g)+4H2O(l) △H1=-1214.6kJ/mol

②2CO(g)+ O2(g)2CO2(g) △H2=-566kJ/mol，

則甲烷與氧氣反應(yīng)生成二氧化碳和液態(tài)水的熱化學(xué)方程式為 。

（2）已知在恒溫恒壓下密閉容器的可逆反應(yīng)CH4(g)+ H2O(g) CO(g)+3H2(g)

①該可逆反應(yīng)一定達(dá)到平衡的標(biāo)志是 。

A．v(CH4)正=3v(H2)逆

B．水蒸氣的濃度與一氧化碳的濃度相等

C．平均相對(duì)分子質(zhì)量不隨時(shí)間的變化而變化

D．密度不隨時(shí)間的變化而變化

②該可逆反應(yīng)在不同條件下，測(cè)得CH4轉(zhuǎn)化率隨時(shí)間變化如圖所示，與實(shí)驗(yàn)a相比，b的實(shí)驗(yàn)條件是 。

（3）將不同物質(zhì)的量的CO(g)和H2O(g)分別通入到體積為2L的恒容密閉容器中，進(jìn)行反應(yīng)：

CO(g)+H2O(g) CO2(g)+H2(g)；△H得到如下三組數(shù)據(jù)：

實(shí)驗(yàn)組	溫度/℃	起始量/mol	平衡量/mol	達(dá)到平衡所需時(shí)間/min
H2O	CO	CO2	CO
1	650	2	4	1.6	2.4	5
2	900	1	2	0.4	1.6	3
3	900	a	b	c	D	t

①實(shí)驗(yàn)1中以v(H2)表示的反應(yīng)速率為 。

②實(shí)驗(yàn)2中的平衡常數(shù)是 （計(jì)算結(jié)果保留兩位小數(shù)）。

③該反應(yīng)的△H 0（填“＞”或“＜”）。

④若實(shí)驗(yàn)3要達(dá)到與實(shí)驗(yàn)2相同的平衡狀態(tài)（即各物質(zhì)的質(zhì)量分?jǐn)?shù)分別相等），則a、b應(yīng)滿足的關(guān)系

是 （用含a、b的式子表示）。

Answer 1

（14分）（每空2分）

（1）已知：①CH4（g）+2O2（g）═CO2（g）+2H2O（l）;△H= ﹣890.3 kJ/mol

（2）①CD ②增加了催化劑

(3)①0.16mol?（L?min﹣1） ②0.17 ③＜0 ④b=2a或a：b=1：2

【解析】

試題分析：（1）根據(jù)蓋斯定律，將已知熱化學(xué)方程式相加后除以2，可得所求熱化學(xué)方程式，所以甲烷與氧氣反應(yīng)生成二氧化碳和液態(tài)水的熱化學(xué)方程式為CH4（g）+2O2（g）═CO2（g）+2H2O（l）;△H= ﹣890.3 kJ/mol；

（2）①A、達(dá)平衡時(shí)，氫氣的逆反應(yīng)速率是甲烷正反應(yīng)速率的3倍，錯(cuò)誤；B、水蒸氣的濃度與一氧化碳的濃度相等的狀態(tài)不一定是平衡狀態(tài)，錯(cuò)誤；C、該反應(yīng)是氣體物質(zhì)的量發(fā)生變化的可逆反應(yīng)，所以氣體平均相對(duì)分子質(zhì)量隨時(shí)間變化，達(dá)平衡時(shí)不隨時(shí)間的變化而變化，正確； D. 該反應(yīng)在恒溫恒壓下密閉容器中進(jìn)行，所以容器的體積會(huì)發(fā)生變化，則氣體的密度也發(fā)生變化，達(dá)平衡時(shí)密度不隨時(shí)間的變化而變化，正確，答案選CD；

②與實(shí)驗(yàn)a相比，b與a達(dá)到相同平衡狀態(tài)，但達(dá)平衡的時(shí)間縮短，說(shuō)明反應(yīng)速率加快，所以b是使用了催化劑；

（3）①實(shí)驗(yàn)1中二氧化碳的物質(zhì)的量增加1.6mol，則氫氣的物質(zhì)的量也增加1.6mol,所以以v(H2)表示的反應(yīng)速率為1.6mol/2L/5min=0.16mol?（L?min﹣1）;

②實(shí)驗(yàn)2中平衡時(shí)二氧化碳的物質(zhì)的量濃度均是0.4mol/2L=0.2mol/L，CO的濃度是1.6mol/2L=0.8mol/L，水蒸氣的濃度是(1mol-0.4mol)/2L=0.3mol/L，則該溫度下反應(yīng)的平衡常數(shù)

K=(0.2mol/L×0.2mol/L)/( 0.8mol/L×0.3mol/L)=0.17；

③實(shí)驗(yàn)1與2相比，反應(yīng)物濃度增大1倍，若溫度相同，則平衡時(shí)二氧化碳物質(zhì)的量實(shí)驗(yàn)1是實(shí)驗(yàn)2的2倍，現(xiàn)在溫度降低，二氧化碳物質(zhì)的量實(shí)驗(yàn)1是實(shí)驗(yàn)2的1.6/0.4=4倍，說(shuō)明降低溫度，平衡正向移動(dòng)，所以該反應(yīng)是放熱反應(yīng)，△H<0；

④實(shí)驗(yàn)3與實(shí)驗(yàn)2屬于恒溫恒壓條件，達(dá)到相同的平衡狀態(tài)，則只需反應(yīng)物的量對(duì)應(yīng)成比例即可，實(shí)驗(yàn)2中CO與水蒸氣的物質(zhì)的量之比是1:2，所以實(shí)驗(yàn)3中a與b之比為1:2，即b=2a。

考點(diǎn)：考查蓋斯定律的應(yīng)用，化學(xué)平衡的判斷，反應(yīng)速率、平衡常數(shù)的計(jì)算，不同條件平衡的比較，等效平衡的應(yīng)用