Question

I.在一定条件下，可逆反应A＋BmC变化如图所示。已知纵坐标表示在不同温度和压强下生成物C在混合物中的质量分数，p为反应在T₂温度时达到平衡后向容器加压的变化情况，问：

(1)温度T₁________T₂(填“大于”“等于”或“小于”)。

(2)正反应是________反应(填“吸热”或“放热”)。

(3)如果A、B、C均为气体，则m________2(填“大于”“等于”或“小于”)。

(4)当温度和容积不变时，如在平衡体系中加入一定量的某稀有气体，则体系的压强________(填“增大”“减小”或“不变”)，平衡________移动(填“向正反应方向”“向逆反应方向”或“不”)。

II.合成氨工业中氢气可由天然气和水蒸汽反应制备，其主要反应为：CH₄+2H₂O=CO₂+4H₂。

已知：CH₄(g)+2O₂(g)═CO₂(g)+2H₂O(l) △H =﹣890 kJ/mol

2H₂(g)+O₂(g)═2H₂O(l) △H =﹣571.6 kJ/mol

H₂O(g)=H₂O(l) △H =﹣44 kJ/mol

写出由天然气和水蒸汽反应制备H₂的热化学方程式：_________。

Answer

大于 放热 大于 增大 不 CH4(g)+2H2O(g)=CO2(g)+4H2(g) △H=+165.2 kJ/mol

【解析】

I.(1)根据温度升高，反应速率加快，到达平衡的时间越短判断温度T1、T2的高低；

(2)由图可知温度T1＞T2，根据温度与C%关系判断平衡移动方向；

(3)由图可知，在T2温度时达到平衡后向容器加压，利用压强与C%的关系判断压强对平衡移动影响关系，进而判断方程式中化学计量数的大小；

(4)当温度和容积不变时，在平衡体系中加入一定量的某稀有气体，体系压强增大，但由于反应混合物的浓度不变，平衡不移动；

II.根据盖斯定律，将已知热化学方程式叠加，可得待求反应的热化学方程式。

I.(1)由图可知，温度为T1先到达平衡，由于温度越高反应速率越快，到达平衡的时间越短，故温度：T1＞T2；

(2)由图可知温度：T1＞T2，温度越高，达到平衡时生成物C的含量C%越小，说明升高温度，化学平衡向逆反应移动，根据平衡移动原理：升高温度，化学平衡向吸热反应方向移动，逆反应为吸热反应，故该反应的正反应为放热反应；

(3)由图可知，T2温度时达到平衡后向容器加压，C%减小，说明增大压强，化学平衡向逆反应移动，由于增大压强，化学平衡向气体体积减小的方向移动，逆反应为气体体积减小的反应，故m＞2；

(4)当温度和容积不变时，在平衡体系中加入一定量的某稀有气体，体系中气体物质的量增多，气体压强增大，但由于反应混合物的浓度不变，因此平衡不移动；

II.①CH4(g)+2O2(g)═CO2(g)+2H2O(l) △H =﹣890 kJ/mol

②2H2(g)+O2(g)═2H2O(l) △H =﹣571.6 kJ/mol

③H2O(g)=H2O(l) △H =﹣44 kJ/mol

根据盖斯定律①-②×2+③×2，得CH4(g)+2H2O(g)=CO2(g)+4H2(g) △H=+165.2 kJ/mol。