Question

【题目】CO和H2可作为能源和化工原料，应用十分广泛。

(1)已知：C(s)＋O2(g)===CO2(g)ΔH1＝－393.5 kJ·mol－1

2H2(g)＋O2(g)===2H2O(g)ΔH2＝－483.6 kJ·mol－1

C(s)＋H2O(g)===CO(g)＋H2(g)ΔH3＝131.3 kJ·mol－1

则反应CO(g)＋H2(g)＋O2(g)===H2O(g)＋CO2(g)的ΔH＝________kJ·mol－1。标准状况下的煤气(CO、H2)44.8 L与氧气反应生成CO2和H2O，反应过程中转移________mol电子。

(2)密闭容器中充有10 mol CO与20 mol H2，在催化剂作用下反应生成甲醇：

CO(g)＋2H2(g)CH3OH(g)；CO的平衡转化率(α)与温度、压强的关系如图所示。

①若A、B两点表示在某时刻达到的平衡状态，此时在B点时容器的体积为6 L，则该温度下的平衡常数K＝________；此时在A点时容器的体积VA_______6 L(填“大于”“小于”或“等于”)。该反应为________(填“放热反应”或“吸热反应”)。

②若A、C两点都表示达到的平衡状态，则自反应开始到达平衡状态所需的时间tA________tC(填“大于”“小于”或“等于”)。

Answer 1

【答案】 －524.8 4 大于 放热 大于

【解析】(1)已知：①C(s)＋O2(g)===CO2(g)ΔH1＝－393.5 kJ·mol－1

②2H2(g)＋O2(g)===2H2O(g)ΔH2＝－483.6 kJ·mol－1

③C(s)＋H2O(g)===CO(g)＋H2(g)ΔH3＝131.3 kJ·mol－1

利用盖斯定律，将①-③可得反应CO（g）+H2（g）+O2（g）═H2O（g）+CO2（g） △H=-393.5kJ·mol－1-131.3kJ·mol－1=-524.8kJ·mol－1；CO、H2与氧气反应的方程式分别为：2CO+O2 2CO2；2H2+O2 2H2O，从方程式可以看出相同物质的量的CO、H2燃烧转移的电子数目相等，标准状况下CO、H244.8L与氧气反应生成CO2和H2O转移的电子的物质的量为==4mol；(2)）①根据图象可以看出，B点时CO的转化率为70%此时在B点时容器的体积为6 L，则平衡时各物质的量浓度为：c（CO）=3mol/6L=0.5mol·L－1；c（H2）=6mol/6L=1mol·L－1；c（CH3OH）=7mol/6L=7/6mol·L－1；所以平衡常数为=7/3； 从B点转变为A点，CO的转化率减小，平衡向逆向移动，应减小压强，所以在A点时容器的体积大于6L。由图升高温度，CO的转化率减小，平衡逆向移动，正反应为放热反应；②升高温度，反应速率增大，反应开始到达平衡状态所需的时间要少，所以反应开始到达平衡状态所需的时间tA大于tC。