Question

一个化学反应，我们不但要关心物质变化，还要研究能量变化和反应快慢。

（1）下面是一个由天然气和水反应制备氢气的反应，其方程式为：CH₄(g)+ 2H₂O(g) CO₂(g)+4H₂(g)该反应过程中能量变化如图所示，则该反应为______反应（填“吸热”或“放热”），

若已知，破坏1mol化学键需要吸收的热量如下表所示：则该反应吸收或放出热量为______kJ (用含a b c d字母的代数式表示)。

化学键	C—H	O—H	C=O	H—H
吸收热量（kJ/mol）	a	b	c	d

（2）一定温度下，将3 molA气体和1mol B气体通入一容积固定为2L的密闭容器中，发生如下反应：3A(g)＋B(g) xC(g)，反应1min时测得剩余1.8molA，C的浓度为0.4mol/L，则1min内，B的平均反应速率为________；X为__________。若反应经2min达到平衡，平衡时C的浓度______0.8mol/L（填“大于”，“小于”或“等于”）。若已知达平衡时，该容器内混合气体总压强为p，混合气体起始压强为p₀。请用p₀、p来表示达平衡时反应物A的转化率为__________。

Answer

吸热 4a+4b-2c-4d 0.2mol/(L.min) 2 小于

【解析】(1)反应过程中能量变化分析可知，反应物能量低于生成物，反应为吸热反应，CH4(g)+2H2O(g)⇌CO2(g)+4H2(g)，破坏1mol化学键需要吸收的热量结合化学方程式计算，反应吸收的热量=4a+4b-2c-4d，故答案为：吸热； 4a+4b-2c-4d；

(2)反应1min时测得剩余1.8molA，C的浓度为0.4mol/L，参加反应的A的物质的量为3mol-1.8mol=1.2mol，由方程式可知，参加反应的B为1.2mol×=0.4mol，则1min内，B的平均反应速率为=0.2mol/(L·min)；生成的C为0.4mol/L×2L=0.8mol，故1.2mol：0.8mol=3：x，解得x=2；随着反应的进行，反应速率逐渐减小，若反应经2min达到平衡，后1min的平均速率小于前1min的平均速率，前1min内C的浓度变化为0.4mol/L，则后1min内C的浓度变化小于0.4mol/L，故平衡时C的浓度小于0.8mol/L；若已知达平衡时，该容器内混合气体总压强为p，混合气体起始压强为p0，故平衡后混合气体总的物质的量为(3mol+1mol)×=mol，故平衡后混合气体物质的量减少量为(4-)mol，则：

3A(g)+B(g)⇌2C(g) 物质的量减少△n

3            2

n(A)     (4-)mol

故n(A)=(4-)mol× =(6-)mol，故A的转化率=×100%= ×100%，故答案为：0.2mol/(L·min)；2；小于； ×100%。

点睛：本题考查了化学反应能量变化，为高频考点，侧重于学生的分析、计算能力的考查。本题的难点是平衡时反应物A的转化率的计算，相同条件下，压强之比等于物质的量之比，据此计算平衡后混合气体总的物质的量，利用差量法计算参加反应的A的物质的量，再根据转化率定义计算。