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=-41kJ/mol
某小組研究在同溫度下反應(yīng)過(guò)程中的能量變化.他們分別在體積均為V L的兩個(gè)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).?dāng)?shù)據(jù)如下:
容器編號(hào) 起始時(shí)各物質(zhì)物質(zhì)的量/mol 達(dá)到平衡的時(shí)間/min 達(dá)平衡時(shí)體系能量的變化/kJ
CO H2O CO2 H2
1 4 0 0 t1 放出熱量:32.8 kJ
2 8 0 0 t2 放出熱量:Q
CO(g)+H2O(g)?CO2(g)+H2(g)△H=-41kJ/mol
(1)該反應(yīng)過(guò)程中,反應(yīng)物分子化學(xué)鍵斷裂時(shí)所吸收的總能量
小于
小于
(填“大于”、“小于”或“等于”)生成物分子化學(xué)鍵形成時(shí)所釋放的總能量.
(2)容器①中反應(yīng)達(dá)平衡時(shí),CO的轉(zhuǎn)化率為
80
80
%.
(3)計(jì)算容器②中反應(yīng)的平衡常數(shù)K=
1
1

(4)下列敘述正確的是
a
a
(填字母序號(hào)).
a.平衡時(shí),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(shí),Q>65.6kJ
c.反應(yīng)開始時(shí),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:υ(H2O)=
4
Vt1
mol/(L?min)

(5)已知:2H2(g)+O2(g)═2H2O (g)△H=-484kJ/mol,寫出CO完全燃燒生成CO2的熱化學(xué)方程式:
2CO(g)+O2(g)═2CO2(g)△H=-566KJ/mol
2CO(g)+O2(g)═2CO2(g)△H=-566KJ/mol
分析:(1)依據(jù)化學(xué)反應(yīng)的能量守恒,結(jié)合熱化學(xué)方程式分析,反應(yīng)是放熱反應(yīng),反應(yīng)物化學(xué)鍵斷裂時(shí)所吸收的總能量小于生成物分子化學(xué)鍵形成時(shí)釋放的總能量;
(2)根據(jù)反應(yīng)放出的熱量,結(jié)合反應(yīng)焓變計(jì)算反應(yīng)的一氧化碳物質(zhì)的量,依據(jù)化學(xué)平衡的三段式列式和轉(zhuǎn)化率概念計(jì)算;
(3)依據(jù)化學(xué)平衡的三段式列式計(jì)算平衡濃度,根據(jù)平衡常數(shù)概念計(jì)算;
(4)a、反應(yīng)前后氣體體積不變,同比例投入反應(yīng)物的起始量,平衡不動(dòng);
b、反應(yīng)前后氣體體積不變,同比例投入反應(yīng)物的起始量,平衡不動(dòng);反應(yīng)熱不變;
c、反應(yīng)②的濃度大于①,開始時(shí)②反應(yīng)速率大;
d、依據(jù)三段式計(jì)算,利用反應(yīng)速率概念計(jì)算判斷;
(5)依據(jù)熱化學(xué)方程式和蓋斯定律計(jì)算得到;
解答:解:(1)依據(jù)圖表分析反應(yīng)是放熱反應(yīng),反應(yīng)物化學(xué)鍵斷裂時(shí)所吸收的總能量小于生成物分子化學(xué)鍵形成時(shí)釋放的總能量;故答案為:小于;
(2)容器①中反應(yīng)達(dá)平衡時(shí),CO(g)+H2O(g)?CO2(g)+H2(g)△H=-41kJ/mol,反應(yīng)放出熱量為32.8 kJ;參加反應(yīng)的一氧化碳物質(zhì)的量=
32.8
41
mol=0.8mol;

                 CO(g)+H2O(g)?CO2(g)+H2(g)
起始量(mol)     1       4        0        0
變化量(mol)    0.8     0.8      0.8      0.8
平衡量(mol)    0.2     3.2      0.8      0.8
CO的轉(zhuǎn)化率=
0.8mol
1mol
×100%=80%;
故答案為:80;
(3)容器②中反應(yīng)放熱Q,依據(jù)反應(yīng)是氣體體積不變的反應(yīng),CO為2mol,H2O物質(zhì)的量為8mol,反應(yīng)平衡后反應(yīng)達(dá)到的平衡和容器①中的反應(yīng)熱相同,為32.8KJ;所以反應(yīng)的一氧化碳物質(zhì)的量為1.6mol,依據(jù)化學(xué)平衡的三段式列式計(jì)算:設(shè)容器體積為v
              CO(g)+H2O(g)?CO2(g)+H2(g)
起始量(mol) 2       8         0       0
變化量(mol)1.6    1.6        1.6    1.6
平衡量(mol)0.4    6.4       1.6     1.6
平衡濃度為;C(CO)=
0.4
v
mol/L;C(H2O)=
6.4
v
mol/L;C(CO2)=
1.6
v
mol/L;C(H2)=
1.6
v
mol/L;
平衡常數(shù)K=
c(CO2) c(H2)
C(CO)C(H2O)
=
1.6
v
×
1.6
v
0.4
v
×
6.4
v
=1
故答案為:1
(4)a、反應(yīng)前后氣體體積不變,同比例投入反應(yīng)物的起始量,平衡不動(dòng);兩容器中H2的體積分?jǐn)?shù)相等,故a正確;
b、反應(yīng)前后氣體體積不變,同比例投入反應(yīng)物的起始量,平衡不動(dòng);反應(yīng)熱不變;故b錯(cuò)誤;
c、反應(yīng)②的濃度大于①,開始時(shí)②反應(yīng)速率大;故c錯(cuò)誤;
d、依據(jù)三段式計(jì)算,利用反應(yīng)速率概念計(jì)算判斷;容器①中v(H2O)=
0.8
vt1
mol/L?min;容器②中v(H2O)=
1.6
vt2
mol/L?min;依據(jù)題意t1=2t2,容器②中v(H2O)=
3.2
vt1
mol/L?min;故d錯(cuò)誤;
故答案為:a
(5)①2H2(g)+O2(g)═2H2O (g)△H=-484kJ/mol,
②CO(g)+H2O(g)?CO2(g)+H2(g)△H=-41kJ/mol
依據(jù)蓋斯定律②×2+①得到:2CO(g)+O2(g)═2CO2(g)△H=-566KJ/mol;
故答案為:2CO(g)+O2(g)═2CO2(g)△H=-566KJ/mol;
點(diǎn)評(píng):本題考查了化學(xué)平衡的計(jì)算,熱化學(xué)方程式的計(jì)算應(yīng)用,蓋斯定律的計(jì)算應(yīng)用,反應(yīng)速率的計(jì)算判斷,轉(zhuǎn)化率、平衡常數(shù)是?伎键c(diǎn),題目難度中等.
練習(xí)冊(cè)系列答案
相關(guān)習(xí)題

科目:高中化學(xué) 來(lái)源: 題型:

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)某研究小組分別在體積均為2 L的恒容密閉容器中加入一定量的反應(yīng)物,使其發(fā)生反應(yīng),相關(guān)數(shù)據(jù)如下:
容器
編號(hào)
溫度
/℃
起始量/mol 平衡量/mol 達(dá)到平衡的時(shí)間/min 達(dá)平衡時(shí)體系能量的變化/kJ
CO H2O CO2 H2
650 1 2 0.4 0.4 5 16.4kJ
650 2 4 t1 Q1 kJ
900 2 4 1.6 1.6 t2 Q2 kJ
(1)計(jì)算容器②中反應(yīng)的平衡常數(shù)K=
0.17
0.17
(計(jì)算結(jié)果保留兩位小數(shù)).
(2)容器③中反應(yīng)達(dá)平衡時(shí),CO的轉(zhuǎn)化率為
80%
80%

(3)容器①中反應(yīng)達(dá)平衡這段時(shí)間,化學(xué)反應(yīng)速率v (H2)=
0.04mol/(L?min)
0.04mol/(L?min)

(4)該反應(yīng)的正反應(yīng)為
吸熱
吸熱
(填“吸熱”或“放熱”)反應(yīng),理由是
升高溫度,反應(yīng)物的轉(zhuǎn)化率增大
升高溫度,反應(yīng)物的轉(zhuǎn)化率增大

(5)下列敘述正確的是
a
a
(填字母序號(hào)).
a.平衡時(shí),容器①和容器②中CO2的體積分?jǐn)?shù)相等
b.反應(yīng)達(dá)平衡狀態(tài)時(shí),Q2>Q1>32.8kJ
c.達(dá)到平衡的時(shí)間:t2>t1>2.5min
d.該反應(yīng)的熱化學(xué)方程式可表示為:CO(g)+H2O(g);CO2(g)+H2(g)△H=-41kJ/mol
(6)容器②中反應(yīng)進(jìn)行到t min時(shí),測(cè)得混合氣體中CO2的物質(zhì)的量為0.6mol.若用200mL 5mol/L的NaOH溶液將其完全吸收,得到的溶液中所有離子的物質(zhì)的量濃度由大到小的順序?yàn)?!--BA-->
c(Na+)>c(CO32-)>c(HCO3-)>c(OH-)>c(H+
c(Na+)>c(CO32-)>c(HCO3-)>c(OH-)>c(H+

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科目:高中化學(xué) 來(lái)源: 題型:

Ⅰ、在一定溫度下,氧化鐵可以與一氧化碳發(fā)生反應(yīng):
Fe2O3(s)+3CO(g)?2Fe(s)+3CO2(g).已知該反應(yīng)在不同溫度下的平衡常數(shù)如下表:
溫度/℃ 1 000 1 150 1 300
平衡常數(shù) 64.0 50.7 42.9
請(qǐng)回答下列問(wèn)題:
該反應(yīng)的平衡常數(shù)表達(dá)式K=
K=
c3(CO3)
c3(CO)
K=
c3(CO3)
c3(CO)
,△H
0(填“>”、“<”或“=”).
Ⅱ、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=-41kJ/mol
某小組研究在相同溫度下該反應(yīng)過(guò)程中的能量變化.他們分別在體積均為V L的兩個(gè)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(hào) 起始時(shí)各物質(zhì)物質(zhì)的量/mol 達(dá)到平衡的時(shí)間/min 達(dá)平衡時(shí)體系能量的變化/kJ
CO H2O CO2 H2
1 4 0 0 t1 放出熱量:32.8kJ
2 8 0 0 t2 放出熱量:Q
(1)容器①中反應(yīng)達(dá)平衡時(shí),CO的轉(zhuǎn)化率為
80%
80%

(2)計(jì)算容器②中反應(yīng)的平衡常數(shù)K=
1
1

(3)下列敘述正確的是
a
a
(填字母序號(hào)).
a.平衡時(shí),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(shí),Q>65.6kJ
c.反應(yīng)開始時(shí),兩容器中反應(yīng)的化學(xué)反應(yīng)速率相等
d.容器①中,化學(xué)反應(yīng)速率為:v(H2O)=
4
Vt1
mol/(L?min)

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科目:高中化學(xué) 來(lái)源: 題型:

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=-41kJ/mol
某小組研究在相同溫度下該反應(yīng)過(guò)程中的能量變化.他們分別在體積均為V L的兩個(gè)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(hào) 起始時(shí)各物質(zhì)物質(zhì)的量/mol 達(dá)到平衡的時(shí)間/min 達(dá)平衡時(shí)體系能量的變化/kJ
CO H2O CO2 H2
1 4 0 0 t1 放出熱量:32.8 kJ
2 8 0 0 t2 放出熱量:Q
(1)該反應(yīng)過(guò)程中,反應(yīng)物分子化學(xué)鍵斷裂時(shí)所吸收的總能量
小于
小于
(填“大于”、“小于”或“等于”)生成物分子化學(xué)鍵形成時(shí)所釋放的總能量.
(2)容器①中反應(yīng)達(dá)平衡時(shí),CO的轉(zhuǎn)化率為
80
80
%.
(3)下列敘述正確的是
A
A
(填字母序號(hào)).
A、平衡時(shí),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(shí),Q>65.6kJ
C、反應(yīng)開始時(shí),兩容器中反應(yīng)的化學(xué)反應(yīng)速率相等υ(H2O)=
4
Vt1
mol/(L?min)
D、容器①中,化學(xué)反應(yīng)速率為
(4)已知:2H2(g)+O2(g)=2H2O (g)△H=-484kJ/mol,寫出CO完全燃燒生成CO2的熱化學(xué)方程式:
2CO(g)+O2(g)═2CO2(g)△H=-566KJ/mol
2CO(g)+O2(g)═2CO2(g)△H=-566KJ/mol

(5)容器①中反應(yīng)進(jìn)行到t min時(shí),測(cè)得混合氣體中CO2的物質(zhì)的量為0.6mol.若用200ml、5mol/L的NaOH溶液將其完全吸收,反應(yīng)的離子方程式為(用一個(gè)離子方程式表示)
3CO2+5OH-=2CO32-+HCO3-+2H2O
3CO2+5OH-=2CO32-+HCO3-+2H2O

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科目:高中化學(xué) 來(lái)源: 題型:閱讀理解

(2013?樂(lè)山二模)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=-41kJ/mol
某小組研究在相同溫度下該反應(yīng)過(guò)程中的能量變化.他們分別在體積均為V L的兩個(gè)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(hào) 起始時(shí)各物質(zhì)物質(zhì)的量/mol 達(dá)到平衡的時(shí)間/min 達(dá)平衡時(shí)體系能量的變化/kJ
CO H2O CO2 H2
1 4 0 0 t1 放出熱量:32.8 kJ
2 8 0 0 t2 放出熱量:Q
(1)該反應(yīng)過(guò)程中,反應(yīng)物分子化學(xué)鍵斷裂時(shí)所吸收的總能量
小于
小于
(填“大于”、“小于”或“等于”)生成物分子化學(xué)鍵形成時(shí)所釋放的總能量.
(2)容器①中反應(yīng)達(dá)平衡時(shí),CO的轉(zhuǎn)化率為
80
80
%.
(3)計(jì)算容器②中反應(yīng)的平衡常數(shù)K=
1
1

(4)下列敘述正確的是
a
a
(填字母序號(hào)).
a.平衡時(shí),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(shí),Q>65.6kJ
c.反應(yīng)開始時(shí),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:v(H2O)=
4
Vt1
mol/(L?min)

(5)已知:2H2(g)+O2(g)═2H2O (g)△H=-484kJ/mol,寫出CO完全燃燒生成CO2的熱化學(xué)方程式:
2CO(g)+O2(g)═2CO2(g)△H=-566 kJ/mol
2CO(g)+O2(g)═2CO2(g)△H=-566 kJ/mol

(6)容器①中反應(yīng)進(jìn)行到t min時(shí),測(cè)得混合氣體中CO2的物質(zhì)的量為0.6mol.若用200mL 5mol/L的NaOH溶液將其完全吸收,反應(yīng)的離子方程式為(用一個(gè)離子方程式表示)
3CO2+5OH-═2CO32-+HCO3-+2H2O
3CO2+5OH-═2CO32-+HCO3-+2H2O

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