Question

工业上利用CO和水蒸气在一定条件下发生反应制取氢气：

CO（g）＋H₂O（g）CO₂（g）＋H₂（g）   △H＝－41 kJ/mol

某小组研究在相同温度下该反应过程中的能量变化。他们分别在体积均为VL的两个恒温恒容密闭容器中加入一定量的反应物，使其在相同温度下发生反应。相关数据如下：

容器编号	起始时各物质物质的量/mol	达到平衡的时间/min	达平衡时体系能量的变化/kJ
CO	H2O	CO2	H2
①	1	4	0	0	t1	放出热量：32.8 kJ
②	2	8	0	0	t2	放出热量：Q

（1）该反应过程中，反应物分子化学键断裂时所吸收的总能量_____________（填“大于”、“小于”或“等于”）生成物分子化学键形成时所释放的总能量。

（2）容器①中反应达平衡时，CO的转化率为_____________。

（3）计算容器②中反应的平衡常数K=_____________。某时刻测得②中氢气的物质的量为1.8mol,请问此刻V正              V逆（填大于，小于或等于）

（4）下列叙述正确的是_____________（填字母序号）。

a．平衡时，两容器中H₂的体积分数相等

b．容器②中反应达平衡状态时，Q > 65.6 kJ

c．反应开始时，两容器中反应的化学反应速率相等

d．容器①中，反应的化学反应速率为：

e．平衡时，两容器中CO的转化率相同

（5）已知：2H₂（g）+O₂（g）=2H₂O（g）ΔH＝－484kJ/mol，请写出CO完全燃烧生成CO₂的热化学方程式：                      。

Answer

（1）小于（2）80%

（3）1 小于（4）a e

（5）CO（g） +0.5O2（g）=CO2（g） ΔH=-283kJ/mol

【解析】

试题分析：（1）该反应放热，焓变小于0，焓变等于反应物分子化学键总能量－生成物分子化学键总能量，所以该反应过程中，反应物分子化学键断裂时所吸收的总能量小于生成物分子化学键形成时所释放的总能量。

（2）

容器①中反应达平衡时，CO的转化率为80%；

（3）

得k=1

某时刻测得②中氢气的物质的量为1.8mol,

，此时反应逆向进行，V正小于V逆；

（4）a．该反应是的反应，平衡时，①②为等效平衡，所以两容器中H2的体积分数相等，故a正确；

b．①②为等效平衡，容器②中反应物是①的2倍，反应达平衡状态时放出的热是①的2倍，Q= 65.6 kJ，故b错误；

c．容器②中反应物是①的2倍，反应开始时，两容器②中反应的化学反应速率大于容器①，故c错误；

d．容器①中，反应的化学反应速率为： mol/（L·min），故d错误；

e．平衡时，①②为等效平衡，所以两容器中H2平衡时，两容器中CO的转化率相同，故e正确；

（5）已知：①2H2（g）+O2（g）=2H2O（g）ΔH＝－484kJ/mol，

②CO（g）＋H2O（g）CO2（g）＋H2（g）△H＝－41kJ/mol，

根据盖斯定律，①＋②得CO完全燃烧生成CO2的热化学方程式

CO（g）+0.5O2（g）=CO2（g）ΔH=-283kJ/mol。

考点：本题考查化学平衡常数、反应热。