Question

【题目】某实验小组在T1温度下，向容积为1L的恒容密闭容器中，同时通入0.1mol CO(g)和0.1mol H2O(g)，发生反应：CO(g)＋H2O(g)CO2(g)＋H2(g)△H＝a kJ·mol－1。测得CO2的物质的量浓度随时间的变化关系如图所示。

(1)0～10min内，CO的平均反应速率为_____________

(2)T1温度下，该反应的平衡常数K为_______________(用分数表示)。

(3)已知：I.H2的燃烧热 △H＝－285.8 kJ·mol－1；

II.CO的燃烧热 △H＝－283 kJ·mol－1；

III.H2O(g)H2O(l) △H＝－44 kJ·mol－1。则a＝______________

(4)T1温度下，某时刻另一实验小组测得反应容器中有关数据为c(CO)＝0.6 mol·L－1、c(H2O)＝1.6 mol·L－1、c(H2)＝0.4 mol·L－1、c(CO2)＝0.4 mol·L－1，则该反应在下一时刻将_______ (填“向正反应方向进行”“向逆反应方向进行”或“达到平衡”)，判断依据是___________________。

Answer 1

【答案】0.003 mol/(L·min) -41.2 向正反应方向进行 Q=，所以该反应向正反应方向进行

【解析】

(1)根据图中信息可知，0～10min内，CO2的平均反应速率为v(CO2)==0.003 mol/(L·min)；根据反应CO(g)＋H2O(g)CO2(g)＋H2(g)中化学反应速率之比等于计量数之比可知，v(CO)=v(CO2)=0.003 mol/(L·min)；

(2)T1温度下，根据三段式可知，

CO(g)＋H2O(g)CO2(g)＋H2(g)

开始时的浓度（mol/L） 0.1 0.1 0 0

改变的浓度（mol/L） 0.03 0.03 0.03 0.03

平衡时的浓度（mol/L） 0.07 0.07 0.03 0.03

该反应的平衡常数K==；

(3)已知：I.H2(g)+ O2(g)=H2O(l) △H1＝－285.8 kJ·mol－1；

II.CO(g)+ O2(g)=CO2 (g) △H2＝－283 kJ·mol－1；

III.H2O(g)H2O(l) △H3＝－44 kJ·mol－1

根据盖斯定律，由II- I + III得反应CO(g)＋H2O(g)CO2(g)＋H2(g) △H＝－283 kJ·mol－1-（－285.8 kJ·mol－1）－44 kJ·mol－1=a kJ·mol－1。则a＝-41.2；

(4)T1温度下，某时刻另一实验小组测得反应容器中有关数据为c(CO)＝0.6 mol·L－1、c(H2O)＝1.6 mol·L－1、c(H2)＝0.4 mol·L－1、c(CO2)＝0.4 mol·L－1，则该反应在下一时刻将向正反应方向进行，判断依据是Q=，所以该反应向正反应方向进行。