Question

（1）工業(yè)上制取氫氣的一個重要反應是：
CO（g）+H₂O（g）═CO₂（g）+H₂（g）
已知在25℃時：
①C（石墨）+

1

2

O₂（g）═CO（g）△H₁=-111kJ/mol
②H₂（g）+

1

2

O₂（g）═H₂O（g）△H₂=-242kJ/mol
③C（石墨）+O₂（g）═CO₂（g）△H₃=-394kJ/mol
試計算25℃時一氧化碳與水作用轉化為氫氣和二氧化碳反應的反應熱．
（2）在密閉容器中，將2.0mol CO與10mol H₂O混合加熱到800℃，達到下列平衡：
CO（g）+H₂O（g）═CO₂（g）+H₂（g） K=1.0，求CO轉化為CO₂的轉化率（保留兩位有效數(shù)字）．

Answer 1

考點：有關反應熱的計算,化學平衡的計算

專題：化學反應中的能量變化,化學平衡專題

分析：（1）根據(jù)蓋斯定律，由已知熱化學方乘以適當?shù)南禂?shù)進行加減構造目標熱化學方程式，反應熱也乘以相應的系數(shù)并進行相應的加減，據(jù)此計算；
（2）令平衡時參加反應的CO的物質的量xmol，根據(jù)三段式用x表示出平衡時各組分的物質的量濃度，利用物質的量濃度代入平衡常數(shù)K中計算x的值，再根據(jù)轉化率定義計算CO的轉化率．

解答： 解：（1）已知在25℃時：
①C（石墨）+

1

2

O₂（g）═CO（g）△H₁=-111kJ/mol
②H₂（g）+

1

2

O₂（g）═H₂O（g）△H₂=-242kJ/mol
③C（石墨）+O₂（g）═CO₂（g）△H₃=-394kJ/mol
由蓋斯定律，③-②-①得CO（g）+H₂O（g）═CO₂（g）+H₂（g）△H=△H₃-△H₂-△H₁=-394-（-242）-（-111）=-41kJ/mol，
答：25℃時一氧化碳與水作用轉化為氫氣和二氧化碳反應的反應熱為-41kJ/mol；
（2）令平衡時參加反應的CO的物質的量為xmol，則：
            CO（g）+H₂O（g）?CO₂（g）+H₂（g）
開始（mol）：2       10       0        0
變化（mol）：x       x        x        x
平衡（mol）：2-x     10-x      x        x
設容器的體積為VL，則

( x V )2

( 2-x V )( 10-x V )

=1，解得x=

5

3

mol，
故CO的轉化率為

5 3

2

×100%=83%；
答：CO轉化為CO₂的轉化率83%．

點評：本題考查了蓋斯定律的應用、有關化學平衡的計算等，題目側重于考查學生的計算能力，題目難度中等．