Question

（1）汽车发动机工作时会引发N₂和0₂反应，其能量变化示意图如图，写出该反应的热化学方程式：

 

．

（2）已知CO和H₂的燃烧热分别为283kJ/mol、285.8kJ/mol，H₂O（g）=H₂O（l）△H=-44kJ/mol，写出CO与水蒸气反应生成 CO₂和H₂的热化学方程式

 

（3）某温度下在容积固定的密闭容器中，反应CO（g）+H₂O（g）?CO₂（g）+H₂（g）达到平衡，起始所放反应物的物质的量之比与其转化率如表：

n（CO）：n（H2O）	CO转化率	H2O转化率
1：1	0.5	0.5
1：2	0.67	0.335
1：3	0.75	0.25

①该反应的平衡常数为

 

．该温度下，向容器中充入1molCO、3mol H₂O、2mol CO₂、1.5molH₂，则起始时该反应速率V_正

 

 V_逆（填“＞”、“＜”或“=”）
②结合表中数据判断下列说法中正确的是

 

A．增加H₂O（g）的量，CO的转化率升高而H₂O（g）的转化率降低
B．若CO与H₂O（g）的转化率相同时，二者的初始投入量一定相同
C．CO和H₂O（g）初始物质的量之比等于二者转化率之比
D．当CO与H₂O（g）物质的之比为1：4时，M的转化率为0.85．

Answer 1

考点：热化学方程式,化学平衡建立的过程,化学平衡的影响因素

专题：基本概念与基本理论

分析：（1）根据能量变化图计算反应热，反应热=吸收的能量-放出的能量，再根据热化学反应方程式的书写规则书写；
（2）根据CO和H₂的燃烧热写出热化学方程式，根据盖斯定律来解答；
（3）①根据平衡常数K=

生成物平衡浓度幂之积

反应物平衡浓度幂之积

来书写；计算出此温度下的平衡常数K的数值，与浓度商Qc作比较，即得出V_正和V_逆的大小关系；
②A、通过表中的数据即可得出结论；
B、根据转化率=

△n

n

来分析；
C、CO和H₂O（g）的转化率之比等于计量数之比；
D、结合平衡常数进行计算．

解答： 解：：（1）该反应中的反应热=（945+498）kJ/mol-2×630kJ/mol=+183kJ/mol，所以其热化学反应方程式为：N₂（g）+O₂（g）=2NO（g）△H=+183 kJ?moL^-1，
故答案为：N₂（g）+O₂（g）=2NO（g）△H=+183 kJ?moL^-1；
（2）CO和H₂的燃烧热分别为283kJ/mol、285.8kJ/mol，可写出热化学方程式：
CO（g）+

1

2

O₂（g）=CO₂（g）△H=-283kJ/mol   ①
H₂（g）+

1

2

O₂（g）=H₂O（l）△H=-285.8kJ/mol ②
又知   H₂O（g）=H₂O（l）△H=-44kJ/mol   ③
根据盖斯定律可知：①-②+③可得：CO（g）+H₂O（g）=CO₂（g）+H₂（g）△H=（-283kJ/mol）-（-285.8kJ/mol）+（-44kJ/mol）=-41.2kJ/mol，
故答案为：CO（g）+H₂O（g）=CO₂（g）+H₂（g）△H=-41.2kJ/mol；  
（3）①平衡常数K=

C(CO2)?C(H2)

C(CO)?C(H2O)

； 化学平衡常数k只受温度的影响，在此温度下，当n（CO）：n（H₂O）=1：1时，平衡时CO（g）、H₂O（g）、CO₂（g）、H₂（g）的浓度相等，即化学平衡常数K=

C(CO2)?C(H2)

C(CO)?C(H2O)

=1，在该温度下，向容器中充入1molCO、3mol H₂O、2mol CO₂、1.5molH₂时，浓度商Qc=

生成物浓度的幂之积

反应物浓度的幂之积

=1=K，即为平衡状态，故V_正=V_逆，
故答案为：

C(CO2)?C(H2)

C(CO)?C(H2O)

；=；
②A、从表中数据可知增加H₂O（g）的量，CO的转化率升高而H₂O（g）的转化率降低，故A正确；
B、物质的转化率=

△n

n

，而根据反应可知：△n（CO）：△n（H₂O）=计量数之比=1：1，故若CO与H₂O（g）的转化率相同时，二者的初始投入量一定相同，B正确；
C、CO和H₂O（g）的转化率之比等于计量数之比，与初始物质的量成反比，故C错误；
D、由计算可知，此温度下反应的平衡常数K=1．设CO与H₂O（g）的初始物质的量浓度分别为1mol/L和4mol/L，达平衡时，CO的△C（CO）为Xmol/L，则根据三段式有：CO（g）+H₂O（g）?CO₂（g）+H₂（g）
初始：1mol/L       4mol/L          0mol/L        0mol/L
△C：Xmol/L       Xmol/L          Xmol/L        Xmol/L
 平衡：（1-X）mol/L    （4-X）mol/L     Xmol/L        Xmol/L
根据平衡常数K=

生成物平衡浓度幂之积

反应物平衡浓度幂之积

=

Xmol/L     ×   Xmol/L

(1-X)mol/L   × (4-X)mol/L

=1，解得：X=0.8mo/L，故 CO的转化率=

0.8mo/L

1mol/L

×100%=80%，故D错误．
故选AB．

点评：本题综合考查了热化学方程式的书写、盖斯定律的应用以及化学平衡常数的计算，综合性较强，难度较大．