Question

（一）為了減少CO對(duì)大氣的污染，某研究性學(xué)習(xí)小組擬研究CO和H₂O反應(yīng)轉(zhuǎn)化為綠色能源H₂．已知：
2CO（g）+O₂（g）═2CO₂（g）；△H=566kJg?moL^-1
2H₂（g）+O₂（g）═2H₂O（g）△H=483.6kJ g?moL^-1   
H₂O（g）═H₂O（I）；△H=44.0kJg?moL^-1
（1）氫氣的燃燒熱為

 

kJg?moL^-1
（2）寫出CO和H₂O（g）作用生成CO₂和H₂的熱化學(xué)方程式

 

．
（二）在一固定容積的密閉容器中進(jìn)行著如下反應(yīng)：CO₂（g）+H₂（g）?CO（g）+H₂O（g）  其平衡常數(shù)K和溫度t的關(guān)系如下：

t℃	700	800	850	1000	1200
K	2.6	1.7	1.0	0.9	0.6

（1）K的表達(dá)式為：

 

；
（2）該反應(yīng)的正反應(yīng)為

 

反應(yīng)（“吸熱”或“放熱”）
（3）能判斷該反應(yīng)是否已經(jīng)達(dá)到化學(xué)平衡狀態(tài)的是：

 

A．容器中壓強(qiáng)不變　　       B．混合氣體中CO濃度不變
C．v（H₂）正=v（H₂O）逆 　　D．c（CO₂）=c（CO）
（4）在850℃時(shí)，可逆反應(yīng)：CO₂（g）+H₂（g）?CO（g）+H₂O（g），在該容器內(nèi)各物質(zhì)的濃度變化如下：

時(shí)間/min	CO2（mol/L）	H2（mol/L）	CO（mol/L）	H2O（mol/L）
0	0.200	0.300	0	0
2	0.138	0.238	0.062	0.062
3	c1	c2	c3	c3
4	c1	c2	c3	c3

計(jì)算：3min-4min達(dá)到平衡時(shí)CO的平衡濃度c₃和CO₂（g）的轉(zhuǎn)化率，要求寫出簡單的計(jì)算過程（c₃精確到小數(shù)點(diǎn)后面三位數(shù)）

Answer 1

考點(diǎn)：熱化學(xué)方程式,化學(xué)平衡狀態(tài)的判斷,化學(xué)平衡的計(jì)算

專題：化學(xué)反應(yīng)中的能量變化,化學(xué)平衡專題

分析：（一）（1）由2H₂（g）+O₂（g）═2H₂O（g）△H=-483.6KJ/mol、H₂O（g）═H₂O（l）△H=-44.0KJ/mol來計(jì)算；
（2）利用2CO（g）+O₂（g）═2CO₂（g）△H=-566KJ/mol、2H₂（g）+O₂（g）═2H₂O（g）△H=-483.6KJ/mol結(jié)合蓋斯定律來寫出CO和 H₂O（g）作用生成CO₂和H₂的熱化學(xué)方程式；
（二）（1）平衡常數(shù)等于生成物的濃度冪之積除以反應(yīng)物的濃度冪之積；
（2）平衡常數(shù)與溫度的關(guān)系判斷平衡移動(dòng)方向進(jìn)行分析判斷吸熱放熱；
（3）根據(jù)化學(xué)平衡狀態(tài)的特征-正逆反應(yīng)速率相等，各組分含量保持不變進(jìn)行判斷；
（4）依據(jù)容器中濃度變化結(jié)合化學(xué)平衡的三段式列式計(jì)算，結(jié)合平衡常數(shù)不隨溫度變化，根據(jù)轉(zhuǎn)化率公式進(jìn)行計(jì)算．

解答： 解：（一）（1）由2H₂（g）+O₂（g）═2H₂O（g）△H=-483.6KJ/mol、2H₂O（g）═2H₂O（l）△H=-88.0KJ/mol，即2mol氫氣燃燒生成液態(tài)水，放出的熱量為483.6kJ+88kJ=571.6kJ，
則1mol氫氣燃燒生成液態(tài)水時(shí)放出的熱量為285.8kJ，
故答案為：285.8；
（2）由①2CO（g）+O₂（g）═2CO₂（g）△H=-566KJ/mol、②2H₂（g）+O₂（g）═2H₂O（g）△H=-483.6KJ/mol，
根據(jù)蓋斯定律可知

①-②

2

得CO（g）+H₂O（g）═CO₂（g）+H₂（g），△H=

-566kJ/mol-(-483.6kJ/mol)

2

=-41.2kJ/mol，
即熱化學(xué)反應(yīng)方程式為CO（g）+H₂O（g）═CO₂（g）+H₂（g）△H=-41.2kJ/mol，
故答案為：CO（g）+H₂O（g）═CO₂（g）+H₂（g）△H=-41.2kJ/mol；
（二）（1）平衡常數(shù)等于生成物的濃度冪之積除以反應(yīng)物的濃度冪之積，所以K=

c(CO)?c(H2O)

c(CO2)?c(H2)

，
故答案為：

c(CO)?c(H2O)

c(CO2)?c(H2)

；
（2）溫度越高，K值越小，說明升溫平衡向逆反應(yīng)方向移動(dòng)，故正反應(yīng)為放熱反應(yīng)，
故答案為：放熱；
（3）A．因該反應(yīng)為反應(yīng)前后氣體體積不變的反應(yīng)，故容器中壓強(qiáng)不變不能作為平衡狀態(tài)的判據(jù)，故A錯(cuò)誤；
B．混合氣體中CO濃度不變，表明各組分的濃度不再變化，達(dá)到了平衡狀態(tài)，故B正確；
C．v（H₂）_正=v（H₂O）_逆，說明正逆反應(yīng)速率相等，能作為平衡狀態(tài)的判據(jù)，故C正確；
D．c（CO₂）=c（CO）不能判斷化學(xué)平衡狀態(tài)，和起始量有關(guān)，故D錯(cuò)誤；
故答案為：BC；
（4）
                 CO₂（g）+H₂（g）?CO（g）+H₂O（g）
起始濃度/mol?L^-1   0.2     0.3        0      0
變化濃度/mol?L^-1：c₃       c₃         c₃     c₃
平衡濃度/mol?L^-1：0.2-c₃   0.3-c₃      c₃     c₃
由題意知，850℃時(shí)，K=1.0，即
K=

c(CO)?c(H2O)

c(CO2)?c(H2)

=

c32

(0.2-c3)(0.3-c3)

=1.0，
解得  c₃=0.12mol/L，
二氧化碳的轉(zhuǎn)化率=

0.12mol/L

0.2mol/L

×100%=60%，
故答案為：0.12mol/L；60%．

點(diǎn)評(píng)：本題主要考查熱化學(xué)方程式、溫度對(duì)化學(xué)平衡、化學(xué)平衡常數(shù)的影響，化學(xué)平衡常數(shù)的計(jì)算，化學(xué)平衡的標(biāo)志判斷，難度不大，考查學(xué)生分析和解決問題的能力．