Question

（14分）工業(yè)上利用CO和水蒸氣在一定條件下發(fā)生反應(yīng)制取氫氣：

CO(g)＋H₂O(g)  CO₂(g)＋H₂(g)         △H＝－41 kJ/mol

某小組研究在相同溫度下該反應(yīng)過程中的能量變化。他們分別在體積均為V L的兩個恒溫恒容密閉容器中加入一定量的反應(yīng)物，使其在相同溫度下發(fā)生反應(yīng)。相關(guān)數(shù)據(jù)如下：

容器編號	起始時各物質(zhì)物質(zhì)的量/mol	達(dá)到平衡的時間/min	達(dá)平衡時體系能量的變化/kJ
CO	H2O	CO2	H2
①	1	4	0	0	t1	放出熱量：32.8 kJ
②	2	8	0	0	t2	放出熱量：Q

（1）該反應(yīng)過程中，反應(yīng)物分子化學(xué)鍵斷裂時所吸收的總能量        （填“大于”、“小于”或“等于”）生成物分子化學(xué)鍵形成時所釋放的總能量。

（2）容器①中反應(yīng)達(dá)平衡時，CO的轉(zhuǎn)化率為                 %。

（3）計算容器②中反應(yīng)的平衡常數(shù)K=                   。

（4）下列敘述正確的是              （填字母序號）。

a．平衡時，兩容器中H₂的體積分?jǐn)?shù)相等

b．容器②中反應(yīng)達(dá)平衡狀態(tài)時，Q > 65.6 kJ

c．反應(yīng)開始時，兩容器中反應(yīng)的化學(xué)反應(yīng)速率相等

d．容器①中，反應(yīng)的化學(xué)反應(yīng)速率為：

（5）已知：2H₂ (g) + O₂ (g) ="=" 2H₂O (g)  ΔH＝－484 kJ/mol，寫出CO完全燃燒生成CO₂的熱化學(xué)方程式：                                                     。

（6）容器①中反應(yīng)進(jìn)行到t min時，測得混合氣體中CO₂的物質(zhì)的量為0.6 mol。若用

200 mL 5 mol/L的NaOH溶液將其完全吸收，反應(yīng)的離子方程式為（用一個離子方程式表示）                                                        。

 

Answer 1

【答案】

（1）小于（答“<”不扣分） （2）80  （3）1  （4）a

（5）2CO(g) + O₂(g) ="==" 2CO₂(g)   △H =" -566" kJ/mol 

（6）3CO₂ + 5OH^- ="==" 2CO₃^2- + HCO₃^- + 2H₂O

【解析】

試題分析：（1）該反應(yīng)是放熱反應(yīng)，反應(yīng)物分子化學(xué)鍵斷裂時所吸收的總能量小于生成物分子化學(xué)鍵形成時所釋放的總能量。

（2）容器①中反應(yīng)達(dá)平衡時，放出熱量為32.8 kJ，因為1molCO完全轉(zhuǎn)化時放出熱量是41 kJ，說明轉(zhuǎn)化的CO為32.8/41=0.8，即CO的轉(zhuǎn)化率為80%。

（3）因為溫度沒有變化，容器②與容器①中反應(yīng)的平衡常數(shù)完全一樣，容器①中反應(yīng)的平衡常數(shù)為，即容器②中K=1。

（4）因為兩個平衡的溫度相同，加入的量成比例，達(dá)到平衡時各物質(zhì)的量也成比例增加，兩容器中H₂的體積分?jǐn)?shù)相等；容器②中反應(yīng)達(dá)平衡狀態(tài)時，放出的熱量是容器①的2倍，Q ="65.6" kJ；容器②的濃度大，化學(xué)反應(yīng)速率要大；容器①中，反應(yīng)的化學(xué)反應(yīng)速率應(yīng)該是。

（5）CO(g)＋H₂O(g)  CO₂(g)＋H₂(g)；△H＝－41 kJ/mol為①，2H₂ (g) + O₂ (g) ="=" 2H₂O (g)；ΔH＝－484 kJ/mol為②，①×2+②即可以達(dá)到方程式2CO(g) + O₂(g) ="==" 2CO₂(g)；△H =" -566" kJ/mol。

（6）CO₂的物質(zhì)的量為0.6 mol，1 mol的NaOH溶液與其完全反應(yīng)，則產(chǎn)物有CO₃^2-、 HCO₃^-。根據(jù)反應(yīng)物的物質(zhì)的量之比可以寫出方程式為3CO₂ + 5OH^- ="==" 2CO₃^2- + HCO₃^- + 2H₂O。

考點：考查化學(xué)平衡狀態(tài)、平衡的移動、速率的計算、化學(xué)平衡常數(shù)的計算、及熱化學(xué)方程式的書寫與計算。

點評：本題以制取氫氣為載體，著重考查化學(xué)反應(yīng)速率、化學(xué)平衡及熱化學(xué)方程式等理論知識，綜合性較強(qiáng)，屬于難度較大的習(xí)題。