Question

【题目】碳是构成物质世界最重要的元素之一，能形成众多的化合物。

（1）已知0.096kg碳完全燃烧可放出3148kJ热量，1mol液态水汽化时要吸收44kJ热量。

①2H2(g)+O2(g)=2H2O(l) H=-571.6kJmol-1

②2CO(g)+O2(g)=2CO2(g) H=-566kJmol-1

请写出制备水煤气的热化学方程式_______________________。

（2）为研究CO2与CO之间的转化。让一定量的CO2与足量碳在体积可变的密闭容器中反应：C(s)＋CO2(g)2CO(g) H。测得压强、温度对CO的体积分数(φ(CO)％)的影响如图所示：

回答下列问题：

①p1、p2、p3的大小关系是__________，图中a、b、c三点对应的平衡常数大小关系是__________（用Ka、Kb、Kc表示）。

②一定条件下，CO2(g)+3H2(g)CH3OH(g)+H2O(g) ΔH3，向固定容积为1 L的密闭容器中充入2 mol CO2和6 mol H2，一段时间后达到平衡状态，测得CH3OH(g)的物质的量为1mol，则此条件下该反应的化学平衡常数K=_________（用分数表示）；若开始时充入2 mol CH3OH(g) 和2 mol H2O(g)达到相同平衡状态时，CH3OH的转化率为_______；若平衡后再充入4 mol的N2，则c(CO2)和原平衡比较是_________。（填“增大”、“减小”、“不变”）

Answer 1

【答案】C(s)+H2O(g)=CO(g)+H2(g) ΔH=+131.3 kJmol-1 p1＜p2＜p3 Ka=Kb＜Kc 50% 不变

【解析】

(1)根据盖斯定律计算；

(2)①方程中左边气体计量数小于右边，根据勒夏特列原理判断；

②根据三段式计算。

(1)0.096kg碳即8mol碳完全燃烧可放出3148kJ热量，1mol液态水汽化时要吸收44kJ热量，则③C(s) +O2(g)=CO2(g) H=-393.5 kJmol-1，④H2O(g)=H2O(l) H=-44 kJmol-1，根据盖斯定律，③+④-×(①+②)可得C(s)+H2O(g)=CO(g)+H2(g)，ΔH=[-393.5-44-×(-566-571.6)]kJ/mol=+131.3 kJmol-1；

(2)①方程中左边气体计量数小于右边，根据勒夏特列原理，压强越大，CO的百分含量则越小，根据图像可判断温度相同时，p3时CO的百分含量最小，则p1＜p2＜p3；根据图像，升高温度CO的百分含量增大，升高温度平衡正向移动，则K增大，K只与温度有关，Ka=Kb＜Kc；

②

则K==；若开始时充入2 mol CH3OH(g)和2 mol H2O(g)达到相同平衡状态时，温度未变，则K不变，则与原平衡等效，达到平衡状态时，CH3OH的物质的量为1mol，则转化率为50%；若平衡后再充入4 mol的N2，平衡不移动，则c(CO2)和原平衡浓度相等。