Question

（1）在某体积为2L的密闭容器中充入1.5mol NO₂和2mol CO，在一定条件下发生反应：NO₂+CO═CO₂+NO，2min时，测得容器中NO的物质的量为0.8mol．
①此段时间内，用CO₂表示的平均反应速率为

 

．
②假设此反应在5min时达到平衡，则此时容器内气体的总物质的量是

 

．
（2）煤作为燃料，可以有下列两种途径（把煤看成由碳组成）：
途径Ⅰ：C（s）+O₂（g）═CO₂（g）　1mol碳发生此反应放热a kJ
途径Ⅱ：C（s）+H₂O（g）═CO（g）+H₂（g）　1mol碳发生此反应吸热b kJ
2CO（g）+O₂（g）═2CO₂（g） 2mol CO发生此反应放热c kJ
2H₂（g）+O₂（g）═2H₂O（g） 2mol H₂发生此反应放热dkJ
①制取水煤气反应中，反应物具有的总能量

 

（填“大于”、“小于”或“等于”，下同）生成物所具有的总能量．
②燃烧等质量的煤，途径Ⅰ放出的热量

 

途径Ⅱ放出的热量．
③b的数学关系式是

 

（用a、c、d表示）．

Answer 1

考点：化学平衡的计算,反应热和焓变

专题：化学反应中的能量变化,化学平衡专题

分析：（1）①利用平均速率公式计算二氧化碳的平均速率；
②用差量法计算容器内气体的总物质的量；
（2）①反应物具有的总能量小于生成物的总能量时，则反应是吸热反应，反之则为放热反应；
②根据盖斯定律，反应热只与始态与终态有关，与途径无关，始态相同、终态相同反应热相同；
③根据盖斯定律，利用途径Ⅱ构造途径Ⅰ，进行计算．

解答： 解：（1）①NO₂ +CO═CO₂ +NO
反应开始  1.5mol   2mol      0    0
2min时   0.7mol    1.2mol  0.8mol  0.8 mol
CO₂的平均反应速率=

△n V

△t

=

0.8mol 2L

2min

=0.2mol/Lmin；
故答案为：0.2mol/Lmin；
②因为反应前后气体的计量数之和不变，所以反应前后气体的物质的量之和不变，故容器内气体的总物质的量为3.5mol；
故答案为：3.5mol；
（2）①制水煤气 C（s）+H₂O（g）=CO（g）+H₂（g）；△H₂＞0，该反应是吸热反应，反应物具有的总能量小于生成物的总能量，反应条件是加热，
故答案为：小于；
②根据盖斯定律，煤作为燃料不管是一步完成还是分两步完成，反应物和产物的焓值是一定的，所以两途径的焓变值一样，放出的热量一样，故答案为：等于；
③途径Ⅰ：①C（s）+O₂（g）═CO₂（g）△H=-a kJ?mol^-1
途径Ⅱ：②C（s）+H₂O（g）═CO（g）+H₂（g）△H=+b kJ?mol^-1
③2CO（g）+O₂（g）═2CO₂（g）△H=-c kJ?mol^-1
④2H₂（g）+O₂（g）═2H₂O（g）△H=-d kJ?mol^-1
根据盖斯定律：②+③×

1

2

+④×

1

2

得得C（s）+O₂（g）═CO₂（g），所以-a=b-

1

2

（c+d），所以b=-a+

1

2

（c+d）；
得到：b=-a+0.5（c+d）=0.5（c+d）-a；
故答案为：b=0.5（c+d）-a．

点评：本题考查了平均化学反应速率的计算、化学平衡的计算等知识点，盖斯定律的应用以及反应吸放热与反应物、生成物能量之间的关系，掌握基础是关键，题目难度中等．