Question

【題目】（1）丙烷（C3H8）是一種價(jià)格低廉的常用燃料，其主要成分是碳和氫兩種元素，燃燒后只有二氧化碳和氣態(tài)水，不會對環(huán)境造成污染。已知1 g丙烷完全燃燒放出50.45 kJ的熱量。丙烷在室溫下燃燒的熱化學(xué)方程式為______________________。

（2）高爐冶鐵過程中，甲烷在催化反應(yīng)室中產(chǎn)生水煤氣(CO和H2)還原氧化鐵，有關(guān)反應(yīng)為：

CH4(g)＋CO2(g)===2CO(g)＋2H2(g) ΔH＝+260 kJ·mol－1

已知：2CO(g)＋O2(g)===2CO2(g) ΔH＝－566 kJ·mol－1

則CH4與O2反應(yīng)生成CO和H2的熱化學(xué)方程式為__________________________；

（3）一定溫度下，將1 mol N2O4 充入一恒壓密閉容器中發(fā)生反應(yīng)N2O4 (g) 2NO2 (g) ，下列示意圖正確且能說明反應(yīng)達(dá)到平衡狀態(tài)的是___________。

（4）在密閉容器中充入A(g)和B(g)，它們的初始濃度均為2 mol·L－1，在一定條件下發(fā)生反應(yīng)：A(g)＋B(g) 2C(g) ΔH。該T1溫度下，此反應(yīng)的平衡常數(shù)為4，

①該反應(yīng)的平衡常數(shù)的表達(dá)式為_________________。

②A的轉(zhuǎn)化率為___________。

③若升溫至T2時(shí)，此反應(yīng)的平衡常數(shù)為1，判斷該反應(yīng)ΔH_____0（填“>”或“<”）;若在T2時(shí)，投入A、B、C三種物質(zhì)的濃度均為3 mol·L－1，此時(shí)v（正）____v（逆）。（填“>”、“<”或“=”）

Answer 1

【答案】 C3H8 （g）+5O2（g）=3CO2（g）+4H2O（g）ΔH＝- 2219.8 kJ·mol－1 2CH4（g）+ O2（g）=2CO（g）+4H2（g）ΔH＝- 46 kJ·mol－1 acd 50% < =

【解析】（1）1mol丙烷的質(zhì)量為44g，已知1 g丙烷完全燃燒放出50.45 kJ的熱量，所以1mol丙烷完全燃燒生成氣態(tài)水能放出2219.8 kJ的熱量。因此，丙烷在室溫下燃燒的熱化學(xué)方程式為C3H8 （g）+5O2（g）=3CO2（g）+4H2O（g）ΔH＝- 2219.8 kJ·mol－1。

（2）①CH4(g)＋CO2(g)===2CO(g)＋2H2(g)　ΔH＝+260 kJ·mol－1，②2CO(g)＋O2(g)===2CO2(g) ΔH＝－566 kJ·mol－1，① 2+②得，2CH4（g）+ O2（g）=2CO（g）+4H2（g），所以ΔH＝（+260 kJ·mol－1）+（－566 kJ·mol－1）=- 46 kJ·mol－1，則CH4與O2反應(yīng)生成CO和H2的熱化學(xué)方程式為2CH4（g）+ O2（g）=2CO（g）+4H2（g）ΔH＝- 46 kJ·mol－1；

（3）一定溫度下，將1 mol N2O4 充入一恒壓密閉容器中發(fā)生反應(yīng)N2O4 (g) 2NO2 (g) ，正反應(yīng)是一個(gè)氣體體積增大的反應(yīng) 。在反應(yīng)過程中，保持壓強(qiáng)不變，所以氣體的體積逐漸增大，而質(zhì)量均不變，所以密度逐漸減小，達(dá)到化學(xué)平衡狀態(tài)后，密度就保持不變了；該反應(yīng)的焓變與反應(yīng)的限度無關(guān)，是恒量，不隨反應(yīng)的進(jìn)程變化；隨著反應(yīng)的發(fā)生，正反應(yīng)速率逐漸減小、逆反應(yīng)速率逐漸增大，達(dá)到化學(xué)平衡狀態(tài)后，正反應(yīng)速率和逆反應(yīng)速率相等且保持不變；反應(yīng)物的轉(zhuǎn)化率逐漸增大，達(dá)到化學(xué)平衡狀態(tài)后，轉(zhuǎn)化率達(dá)到最大值后保持不變。綜上所述，示意圖正確且能說明反應(yīng)達(dá)到平衡狀態(tài)的是acd。

（4）在密閉容器中充入A(g)和B(g)，它們的初始濃度均為2 mol·L－1，在一定條件下發(fā)生反應(yīng)：A(g)＋B(g) 2C(g) ΔH。該T1溫度下，此反應(yīng)的平衡常數(shù)為4，

①該反應(yīng)的平衡常數(shù)的表達(dá)式為。

②高A的轉(zhuǎn)化率為，則A和B的變化量均為2 mol·L－1，C的變化量為4 mol·L－1，A、B、C的平衡量分別為2（1- ）mol·L－1、2（1- ）mol·L－1、4 mol·L－1，由平衡常數(shù)K=，求出A的轉(zhuǎn)化率為50% 。

③若升溫至T2時(shí)，此反應(yīng)的平衡常數(shù)為1，說明正反應(yīng)是放熱反應(yīng)，則可以判斷該反應(yīng)ΔH<0；若在T2時(shí)，投入A、B、C三種物質(zhì)的濃度均為3 mol·L－1，Qc=1=K，所以該可逆反應(yīng)恰好處于平衡狀態(tài)，此時(shí)v（正）=v（逆）。