Question

（一）为了减少CO对大气的污染，某研究性学习小组拟研究CO和H₂O反应转化为绿色能源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）氢气的燃烧热为

 

kJg?moL^-1
（2）写出CO和H₂O（g）作用生成CO₂和H₂的热化学方程式

 

．
（二）在一固定容积的密闭容器中进行着如下反应：CO₂（g）+H₂（g）?CO（g）+H₂O（g）  其平衡常数K和温度t的关系如下：

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

（1）K的表达式为：

 

；
（2）该反应的正反应为

 

反应（“吸热”或“放热”）
（3）能判断该反应是否已经达到化学平衡状态的是：

 

A．容器中压强不变　　       B．混合气体中CO浓度不变
C．v（H₂）正=v（H₂O）逆 　　D．c（CO₂）=c（CO）
（4）在850℃时，可逆反应：CO₂（g）+H₂（g）?CO（g）+H₂O（g），在该容器内各物质的浓度变化如下：

时间/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

计算：3min-4min达到平衡时CO的平衡浓度c₃和CO₂（g）的转化率，要求写出简单的计算过程（c₃精确到小数点后面三位数）

Answer 1

考点：热化学方程式,化学平衡状态的判断,化学平衡的计算

专题：化学反应中的能量变化,化学平衡专题

分析：（一）（1）由2H₂（g）+O₂（g）═2H₂O（g）△H=-483.6KJ/mol、H₂O（g）═H₂O（l）△H=-44.0KJ/mol来计算；
（2）利用2CO（g）+O₂（g）═2CO₂（g）△H=-566KJ/mol、2H₂（g）+O₂（g）═2H₂O（g）△H=-483.6KJ/mol结合盖斯定律来写出CO和 H₂O（g）作用生成CO₂和H₂的热化学方程式；
（二）（1）平衡常数等于生成物的浓度幂之积除以反应物的浓度幂之积；
（2）平衡常数与温度的关系判断平衡移动方向进行分析判断吸热放热；
（3）根据化学平衡状态的特征-正逆反应速率相等，各组分含量保持不变进行判断；
（4）依据容器中浓度变化结合化学平衡的三段式列式计算，结合平衡常数不随温度变化，根据转化率公式进行计算．

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氢气燃烧生成液态水，放出的热量为483.6kJ+88kJ=571.6kJ，
则1mol氢气燃烧生成液态水时放出的热量为285.8kJ，
故答案为：285.8；
（2）由①2CO（g）+O₂（g）═2CO₂（g）△H=-566KJ/mol、②2H₂（g）+O₂（g）═2H₂O（g）△H=-483.6KJ/mol，
根据盖斯定律可知

①-②

2

得CO（g）+H₂O（g）═CO₂（g）+H₂（g），△H=

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

2

=-41.2kJ/mol，
即热化学反应方程式为CO（g）+H₂O（g）═CO₂（g）+H₂（g）△H=-41.2kJ/mol，
故答案为：CO（g）+H₂O（g）═CO₂（g）+H₂（g）△H=-41.2kJ/mol；
（二）（1）平衡常数等于生成物的浓度幂之积除以反应物的浓度幂之积，所以K=

c(CO)?c(H2O)

c(CO2)?c(H2)

，
故答案为：

c(CO)?c(H2O)

c(CO2)?c(H2)

；
（2）温度越高，K值越小，说明升温平衡向逆反应方向移动，故正反应为放热反应，
故答案为：放热；
（3）A．因该反应为反应前后气体体积不变的反应，故容器中压强不变不能作为平衡状态的判据，故A错误；
B．混合气体中CO浓度不变，表明各组分的浓度不再变化，达到了平衡状态，故B正确；
C．v（H₂）_正=v（H₂O）_逆，说明正逆反应速率相等，能作为平衡状态的判据，故C正确；
D．c（CO₂）=c（CO）不能判断化学平衡状态，和起始量有关，故D错误；
故答案为：BC；
（4）
                 CO₂（g）+H₂（g）?CO（g）+H₂O（g）
起始浓度/mol?L^-1   0.2     0.3        0      0
变化浓度/mol?L^-1：c₃       c₃         c₃     c₃
平衡浓度/mol?L^-1：0.2-c₃   0.3-c₃      c₃     c₃
由题意知，850℃时，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，
二氧化碳的转化率=

0.12mol/L

0.2mol/L

×100%=60%，
故答案为：0.12mol/L；60%．

点评：本题主要考查热化学方程式、温度对化学平衡、化学平衡常数的影响，化学平衡常数的计算，化学平衡的标志判断，难度不大，考查学生分析和解决问题的能力．