Question

Ⅰ．今有两个氢气燃烧生成水的热化学方程式：

H₂(g)+1/2O₂(g)＝H₂O(g)  ΔH=a kJ/mol

2H₂(g)+O₂(g)＝2H₂O(l)  ΔH=b kJ/mol

请回答下列问题：(|b|表示b的绝对值)

(1)若2 mol H₂完全燃烧生成水蒸气，则放出的热量_____(填“＞”、“＜”或“＝”)|b| kJ。

(2)反应热的关系：2a_______(填“＞”、“＜”或“＝”)b。

(3)若已知H₂(g)+1/2O₂(g)＝H₂O(g)  ΔH=－242 kJ/mol，且氧气中1 mol氧氧键完全断裂时吸收热量496 kJ，水蒸气中1 mol H－O键形成时放出热量463 kJ，则氢气中1 mol H－H键断裂时吸收的热量为_________。

Ⅱ．高炉炼铁过程中发生的主要反应为

已知该反应在不同温度下的平衡常数如下：

请回答下列问题：

(4)该反应的平衡常数表达式K=______，△H___0(填“＞”、“＜”或“=”)；

(5)在一个容积为10L的密闭容器中，1000℃时加入Fe、Fe₂O₃、CO、CO₂各1.0 mol，反应经过l0 min后达到平衡。求该时间范围内反应的平均反应速率υ(CO₂)= _______、CO的平衡转化率= ___________：

(6)欲提高(5)中CO的平衡转化率，可采取的措施是_____________。

A．减少Fe的量

B．增加Fe₂O₃的量

C．移出部分CO₂

D．提高反应温度

E．减小容器的容积

F．加入合适的催化剂

Answer

＜ ＞ 436 kJ K= ＜ 0.006mol·L-1·min -1 60% C

【解析】

从物质的聚集状态不同，能量不同进行分析；根据盖斯定律计算2H2O(l)＝2H2O(g)的反应热，判断反应热，进而进行比较；根据反应热等于反应物的总键能减去生成物的总键能计算；列三段式进行相关计算，结合平衡移动的影响因素进行分析判断。

Ⅰ.(1)①液态水生成气态水时要吸热，由2H2(g)+O2(g)＝2H2O(l) ΔH=b kJ/mol可知，若2molH2完全燃烧生成水蒸气，则放出的热量小于|b|kJ；

(2)已知：①H2(g)+1/2O2(g)＝H2O(g) ΔH=a kJ/mol

②2H2(g)+O2(g)＝2H2O(l) ΔH=b kJ/mol，

利用盖斯定律，将①×2-②可得2H2O(l)＝2H2O(g)△H=(2a-b)kJ/mol，因液态水生成气态水时要吸热，则2a-b＞0，所以：2a＞b；

(3)已知H2(g)+1/2O2(g)＝H2O(g)△H=-242kJ/mol，设H-H键断裂时吸收的热量为xkJ，根据反应热等于反应物的总键能减去生成物的总键能，则x+1/2×496-2×463=-242，解得x=436，即氢气中1 mol H－H键断裂时吸收的热量为436kJ；

(4)平衡常数表达式中不能用固体或纯液体表示，故K=；由表中数据可知，随着温度升高，平衡常数减小，表明平衡向逆反应方向移动，即正反应为放热反应，故ΔH＜0。

(5)根据题干信息，列三段式有：

又平衡常数K=4.0，x=0.06，所以v(CO2)=0.006 mol·(L·min)-1，CO转化率=×100%=60%；

(6)A．减少Fe的量，平衡不移动，CO平衡转化率不变，A不选；

B．增加Fe2O3的量，平衡不移动，CO平衡转化率不变，B不选；

C．移出部分CO2，平衡正向移动，CO平衡转化率增大，C选；

D．提高反应温度，平衡向逆反应方向移动，CO转化率减小，D不选；

E．减小容器的容积，即加压，平衡不移动，CO的转化率不变，E不选；

F．加入合适的催化剂，催化剂不影响化学平衡移动，故不影响CO转化率，F不选；

答案选C。