Question

【題目】Ⅰ.已知C(s)+H2O(g)=CO(g)+H2(g) ΔH=akJ·mol－1 2C(s)+O2(g)=2CO(g) ΔH=－220kJ·mol-1，H-H、O=O和O-H鍵的鍵能分別為436、496和462kJ·mol-1，則a為_______。

Ⅱ.一定條件下，在體積為5 L的密閉容器中，A、B、C三種氣體的物質的量n(mo1)隨時間t(min)的變化如圖1所示。已知達平衡后，降低溫度，A的體積分數(shù)將減小。

(1)該反應的化學方程式為___________________ 。

(2)該反應的反應速率v隨時間t的關系如圖2所示：

①根據(jù)圖2判斷，在t3時刻改變的外界條件是____________。

②a、b、c三點中，C的體積分數(shù)最大的是________。

③各階段的平衡常數(shù)如下表所示，則K1、K2、K3之間的大小關系為___________。

t2～t3	t4～t5	t5～t6
K1	K2	K3

Answer 1

【答案】+130 kJ/mol A+2B2C 升高溫度 a K1>K2=K3

【解析】

I.根據(jù)蓋斯定律計算水分解反應的焓變，化學反應的焓變△H=H(產(chǎn)物)-H(反應物)，再結合化學鍵能和物質能量的關系來回答；

II.(1)根據(jù)圖知，A、B為反應物而C為生成物，3min內△n(A)=(1-0.7)mol=0.3mol、△n(B)=(1-0.4)mol=0.6mol、△n(C)=(0.6-0)mol=0.6mol，相同時間內各物質的物質的量變化量之比等于其計量數(shù)之比，則A、B、C的計量數(shù)之比=0.3mol：0.6mol：0.6mol=1：2：2；

(2)①達平衡后，降低溫度，A的體積分數(shù)將減小，說明降低溫度，化學平衡正向移動，該反應的正反應為放熱反應，t3時刻改變條件時正、逆反應速率都增大且逆反應速率大于正反應速率，平衡逆向移動；

②t3時刻平衡逆向移動，t5時刻正逆反應速率都增大但仍然相等，平衡不移動；

③該反應的正反應為放熱反應，升高溫度平衡逆向移動，化學平衡常數(shù)減小；溫度不變，化學平衡常數(shù)不變。

I. 已知①C(s)+H2O(g)=CO(g)+H2(g) ΔH=akJ·mol-1>0，

②2C(s)+O2(g)=2CO(g) ΔH=-220kJ·mol-1

①×2-②得：2 H2O(g)=O2(g)+2H2(g) △H=(2a+220)kJmol-1>0，4×462-496-2×436=2a+220，

解得a=+130kJ/mol；

II.(1)根據(jù)圖知，A、B為反應物而C為生成物，3min內△n(A)=(1-0.7)mol=0.3mol、△n(B)=(1-0.4)mol=0.6mol、△n(C)=(0.6-0)mol=0.6mol，相同時間內各物質的物質的量變化量之比等于其計量數(shù)之比，則A、B、C的計量數(shù)之比=0.3mol：0.6mol：0.6mol=1：2：2，最終各種物質都存在，且物質的量濃度不再發(fā)生變化，說明反應為可逆反應，該反應方程式為A+2B2C；

(2)①達平衡后，降低溫度，A的體積分數(shù)將減小，說明降低溫度，化學平衡正向移動，根據(jù)平衡移動原理：降低溫度，平衡向放熱反應分析移動，則該反應的正反應為放熱反應，t3時刻改變外界條件時，正、逆反應速率都增大，且逆反應速率大于正反應速率，化學平衡逆向移動，則改變的條件是升高溫度；

②t3時刻平衡逆向移動，t5時刻改變外界條件后，正、逆反應速率都增大但仍然相等，說明化學平衡不移動。平衡正向移動C的體積分數(shù)增大，平衡逆向移動，C的體積分數(shù)減小，所以a、b、c三點中C體積分數(shù)最大的是a點；

③該反應的正反應為放熱反應，升高溫度，平衡逆向移動，化學平衡常數(shù)減小；溫度不變，化學平衡常數(shù)不變。由于反應溫度：T(t2～t3)<T(t4～t5)=T(t5～t6)，所以化學平衡常數(shù)K1>K2 =K3。