Question

【题目】合成氨工业上常用下列方法制备H2:

方法①:C(s)+2H2O(g) CO2(g)+2H2(g)

方法②:CO(g)+H2O(g)CO2(g)+H2(g)

（1）已知①C(石墨)+O2(g)═CO2(g)△H=-394kJmol-1

②2C(石墨)+O2(g)═2CO2(g)△H=-222kJmol-1

③2H2(g)+O2(g)═2H2O(g)△H=-484kJmol-1

试计算25℃时由方法②制备1000gH2所放出的能量为______kJ。

（2）在一定的条件下，将C(s)和H2O(g)分别加入甲、乙两个密闭容器，发生反应：C(s)+2H2O(g)CO2(g)+2H2(g)其相关数据如下表所示：

①T1______T2(填“＞”、“=”或“＜”)；T1℃时，该反应的平衡常数K=______。

②乙容器中，当反应进行到1.5min时，H2O(g)的物质的量浓度范围是______。

③在密闭恒容的容器中，能表示上述反应达到化学平衡状态的是______。

A．V逆CO2)=2V正H2)

B．混合气体的密度保持不变

C．c(H2O):c(CO2):c(H2)=2:1:2

D．混合气体的平均摩尔质量保持不变

④某同学为了研究反应条件对化学平衡的影响，测得逆反应速率与时间的关系如图所示：

在t1、t3、t5、t7时反应都达了到平衡状态，如果t2、t4、t6、t8时都只改变了一个反应条件，则t6时刻改变的条件是________________________，从t1到t8哪个时间段H2O(g)的平衡转化率最低______。

Answer 1

【答案】（1）20500kJ；（2）①>；12.8；② 大于0.8mol/L，小于1.4mol/L ；③BD；④ 通入H2O；t7-t8

【解析】

试题分析：（1）CO(g)+H2O(g)CO2(g)+H2(g)的，△H=△H1-△H2-△H3= -394kJmol-1-(-111kJmol-1)- (-242kJmol-1)=-41kJmol-1，所以制备1000g H2所放出的能量为20500kJ，故答案为：20500；

（2）①如果两者温度相等，甲相对乙，甲平衡时H2(g)平衡量为2.4mol，而是3.2，说明温度改变平衡正向移动，而正反应为吸热反应，所以T1＞T2；

由表中数据可知，平衡时氢气的物质的量为3.2mol，则：

C(s)+2H2O(g)CO2(g)+2H2(g)

开始(mol): 2 4 0 0

转化(mol): 1.6 3.2 1.6 3.2

平衡(mol): 0.4 0.8 1.6 3.2

平衡常数K===12.8，故答案为：＞；12.8；

②3min内水蒸气的浓度变化量=氢气的浓度变化量的==1.2mol/L，随反应进行，物质的浓度降低，反应速率变小，故前1.5min水的浓度变化量大于后1.5min水的浓度变化量，故反应进行到1.5min时，H2O(g)的物质的量浓度小于2mol/L-1.2mol/L×=1.4mol/L，大于2mol/L-1.2mol/L=0.8 mol/L，故答案为：0.8 mol/L＜c(H2O)＜1.4mol/L；

③A．V逆(CO2)=V逆(H2)=2V正(H2)，正逆速度不等，故不选；B混合气体的密度保持不变，说明气体质量不变，正逆速度相等，故选；C．c(H2O):c(CO2):c(H2)=2:1:2，而不是不变，故不选；D．混合气体的平均相对分子质量未平衡时在变，现在保持不变，说明已达平衡状态，故选；故选BD；

④t1到t6平衡都逆向移动，而t6时平衡正向移动，是因为增加反应物的浓度，而C是固体，所以是增加水蒸气的量，所以本身的转化率降低，t8时反应速率增大，但平衡不移动，故平衡转化率最低t7-t8 (或“t7到t8”)，t4时刻速率都比原来速率小，平衡逆向，所以是降低温度，故答案为：通入H2O；t7-t8。