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①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．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 (1分) (2)80%(2分)(3)1 (2分) ， 小于 (1分)

(4)a d(2分) (5)2CO(g)+O2(g)﹦2CO2(g)△H=-566 kJ/mol(2分)

【解析】

试题分析：(1)正反应为放热反应，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)平衡时放出热量为32.8 kJ，则参加反应的CO为=0.8mol，则CO转化率为×100%=80%；

(3)容器①、②温度相同，平衡常数相同，容器①中消耗CO物质的量为0.8mol，则：

CO(g)+H2O(g)═CO2(g)+H2(g)

起始量(mol)：1 4 0 0

变化量(mol)：0.8 0.8 0.8 0.8

平衡量(mol)：0.2 3.2 0.8 0.8

反应前后气体体积不变，用物质的量代替浓度计算平衡常数，则K===1；

(4)a．容器①、②中CO、H2O起始物质的量之比均为1：4，反应前后气体体积不变，恒温恒容下二者为等效平衡，两容器中H2的体积分数相等，故a正确；b．容器①、②为等效平衡，平衡时CO转化率相等，容器②中反应CO的物质的量为2mol×80%=1.6mol，放出的热量为1.6mol×41kJ/mol=65.6kJ，故b错误；c．容器②中反应物起始浓度比①中的大，故容器②中开始反应速率较快，故c错误；d．平衡时，两容器中CO的转化率均为80%，故d正确；故选ad；

(5)已知：①CO(g)+H2O(g)═CO2(g)+H2(g)△H=-41kJ/mol

②2H2(g)+O2(g)═2H2O (g)△H=-484kJ/mol，

根据盖斯定律，①×2+②可得：2CO(g)+O2(g)﹦2CO2(g)△H=-566 kJ/mol。

考点：考查化学平衡计算与影响因素、盖斯定律应用、平衡常数等。