Question

合成氨工业上常用下列方法制备H₂：

方法①：C(s)+2H₂O(g)CO₂(g)+2H₂(g)

方法②：CO(g)+H₂O(g)CO₂(g)+H₂(g)

(1)已知①C(石墨)+O₂(g)═CO₂(g)△H=-394kJ•mol^-1

②2C(石墨)+O₂(g)═2CO₂(g)△H=-222kJ•mol^-1

③2H₂(g)+O₂(g)═2H₂O(g)△H=-484kJ•mol^-1

试计算25℃时由方法②制备1000gH₂所放出的能量为_________kJ。

(2)在一定的条件下，将C(s)和H₂O(g)分别加入甲、乙两个密闭容器，发生反应：

C(s)+2H₂O(g)CO₂(g)+2H₂(g)其相关数据如下表所示：

①T₁_________T₂(填“＞”、“=”或“＜”)；

②乙容器中，当反应进行到1.5min时，H₂O(g)的物质的量浓度范围是____________。

③在密闭恒容的容器中，能表示上述反应达到化学平衡状态的是_________。

A．V逆(CO₂)=2V正(H₂)

B．混合气体的密度保持不变

C．c(H₂O)：c(CO₂)：c(H₂)=2：1：2

D．混合气体的平均摩尔质量保持不变

④某同学为了研究反应条件对化学平衡的影响，测得逆反应速率与时间的关系如图所示：

在t₁、t₃、t₅、t₇时反应都达了到平衡状态，如果t₂、t₄、t₆、t₈时都只改变了一个反应条件，则t₆时刻改变的条件是_____________，从t₁到t₈哪个时间段H₂O(g）的平衡转化率最低____________。

Answer

(1）20500；

(2）①＞；②＜1.4mol/L；③BD；④增加反应物的浓度；t7-t8。

【解析】

试题分析：(1）CO(g）+H2O(g）⇌CO2(g）+H2(g）的，△H=△H1-△H2-△H3=-394kJ•mol-1-(-111kJ•mol-1） -(-242kJ•mol-1） =-41kJ•mol-1，所以制备1000g H2所放出的能量为20500kJ，故答案为：20500；

(2）①如果两者温度相等，甲相对乙，甲平衡时H2(g）平衡量为2.4mol，而是3.2，说明温度改变平衡正向移动，而正反应为吸热反应，所以T1＞T2；故答案为：＞；

②3min内水蒸气的浓度变化量=氢气的浓度变化量的==1.2mol/L，随反应进行，物质的浓度降低，反应速率变小，故前1.5min水的浓度变化量大于后1.5min水的浓度变化量，故反应进行到1.5min时，H2O(g）的物质的量浓度小于2mol/L-1.2mol/L×=1.4mol/L，故答案为：＜1.4mol/L；

③A．V逆(CO2）=V逆(H2）=2V正(H2），正逆速度不等，故不选；B混合气体的密度保持不变，说明气体质量不变，正逆速度相等，故选；C．c(H2O）：c(CO2）：c(H2）=2：1：2，而不是不变，故不选；D．混合气体的平均相对分子质量未平衡时在变，现在保持不变，说明已达平衡状态，故选；故选BD；

④t1到t6平衡都逆向移动，而t6时平衡正向移动，是因为增加反应物的浓度，而C是固体，所以是增加水蒸气的量，所以本身的转化率降低，t8时反应速率增大，但平衡不移动，故平衡转化率最低t7-t8 (或“t7到t8”），t4时刻速率都比原来速率小，平衡逆向，所以是降低温度，故答案为：增加反应物的浓度；t7-t8。

考点：考查了热化学方程式和盖斯定律的计算应用，化学平衡常数的影响因素判断，电离平衡的相关知识。