(1)俄羅斯最近研制的一種名為“阿采塔姆”的新型燃料,可大幅度提高火箭運載量,這種燃料的成分是乙炔和液氨.
①已知:25℃,101KPa下,1g乙炔完全燃燒生成CO2(g)、H2O(l)放出50kJ的熱,試寫出表示乙炔燃燒熱的熱化學(xué)方程式
 

②又知熱化學(xué)方程式:
N2(g)+3H2(g)?2NH3(g)△H=-92.2kJ?mol-1
2H2(g)+O2(g)═2H2O(l)△H=-571.6kJ?mol-1
H2O(l)═H2O(g)△H=+44kJ?mol-1
ⅰ試完成以下熱化學(xué)方程式:
4NH3(g)+3O2(g)=2N2(g)+6H2O(g)△H=
 
kJ?mol-1
ⅱ在一定溫度下,向一個容積不變的容器中,通入5molN2(g)和H2(g)的混合氣體,并裝入固體催化劑,使之反應(yīng).平衡時,容器內(nèi)的壓強為起始時的80%,則反應(yīng)過程中共放熱
 
kJ.
(2)已知:CO2 (g)+H2(g)?CO(g)+H2O(g)的平衡常數(shù)隨溫度的變化如下表:
t/℃ 700 800 850 1000 1200
K 2.6 1.7 1.0 0.9 0.6
回答以下問題:
①該反應(yīng)逆反應(yīng)為
 
反應(yīng)(填“放熱”或“吸熱”).
②容器容積不變,850℃時,能表明反應(yīng)達到平衡的是
 

A.容器中氣體密度不變
B.容器中氣體的平均相對分子質(zhì)量不變
C.容器中H2的濃度不變
D.υ正(H2O)=υ(CO2
③容器容積不變,850℃時各物質(zhì)平衡濃度為
c(CO2)=0.4mol?L-1   c(H2)=0.1mol?L-1   c(CO)=xmol?L-1    c(H2O)=0.2mol?L-1
若用a、b、c、d、分別表示CO2、H2、CO、H2O的起始濃度.
ⅰ則x=
 

ⅱ則a、b應(yīng)滿足的關(guān)系是
 
分析:(1)①依據(jù)燃燒熱概念分析計算寫出熱化學(xué)方程式,燃燒熱是1mol可燃物完全燃燒生成穩(wěn)定氧化物放出的熱量;
②ⅰ、依據(jù)熱化學(xué)方程式和蓋斯定律計算得到所需熱化學(xué)方程式;
ⅱ、依據(jù)反應(yīng)前后氣體物質(zhì)的量變化計算得到生成的氨氣,根據(jù)熱化學(xué)方程式計算反應(yīng)放熱;
(2)①依據(jù)圖表中的平衡常數(shù),結(jié)合平衡移動原理分析判斷;
②反應(yīng)達到平衡是正逆反應(yīng)速率相同,個成分含量保持不變,據(jù)此分析選項;
③ⅰ、依據(jù)化學(xué)平衡常數(shù)概念列式計算;
ⅱ、依據(jù)極值轉(zhuǎn)化,結(jié)合等效平衡計算得到.
解答:解:(1)①25℃,101KPa下,1g乙炔完全燃燒生成CO2(g)、H2O(l)放出50kJ的熱,26g乙炔燃燒生成二氧化碳和液態(tài)水放熱1300KJ,乙炔燃燒熱的熱化學(xué)方程式為:
C2H2(g)+
5
2
O2(g)=2CO2(g)+H2O(l)△H=-1300KJ/mol,故答案為:C2H2(g)+
5
2
O2(g)=2CO2(g)+H2O(l)△H=-1300KJ/mol;
②ⅰ、(1)N2(g)+3H2(g)?2NH3(g)△H=-92.2kJ?mol-1
(2)2H2(g)+O2(g)═2H2O(l)△H=-571.6kJ?mol-1
(3)H2O(l)═H2O(g)△H=+44kJ?mol-1
由蓋斯定律[(2)+(3)×2]×3-(1)×2得到:4NH3(g)+3O2(g)=2N2(g)+6H2O(g)△H=-1266.4KJ/mol,
故答案為:-1266.4;
ⅱ、在一定溫度下,向一個容積不變的容器中,通入5molN2(g)和H2(g)的混合氣體,并裝入固體催化劑,使之反應(yīng).平衡時,容器內(nèi)的壓強為起始時的80%,物質(zhì)的量為起始的80%,即5mol×80%=4mol,反應(yīng)前后減少1mol,為生成的氨氣物質(zhì)的量,則反應(yīng)過程中共放熱46.1KJ,故答案為:46.1KJ;
(2)CO2 (g)+H2(g)?CO(g)+H2O(g)
①依據(jù)平衡常數(shù)分析可知,溫度升高,平衡常數(shù)減小,說明平衡逆向進行,逆向是吸熱反應(yīng),正向是放熱反應(yīng),故答案為:放熱;
②A.反應(yīng)是氣體體積不變的 反應(yīng),質(zhì)量守恒,反應(yīng)過程中和平衡狀態(tài),容器中氣體密度都不變,不能說明反應(yīng)達到平衡,故A不符合;
B.反應(yīng)前后氣體物質(zhì)的量不變,質(zhì)量守恒,反應(yīng)過程中和平衡狀態(tài),容器中氣體的平均相對分子質(zhì)量不變,不能說明反應(yīng)達到平衡,故B不符合;
C.反應(yīng)過程中,容器中H2的濃度不變,說明反應(yīng)達到平衡,故C符合;
D.依據(jù)反應(yīng)過程中反應(yīng)速率之比等于化學(xué)方程式系數(shù)之比,υ正(H2O)=υ(CO2),說明二氧化碳正反應(yīng)速率和逆反應(yīng)速率相同,能說明反應(yīng)達到平衡,故D符合;
故選CD;
③ⅰ、850℃時的平衡常數(shù)=1,各物質(zhì)平衡濃度為,c(CO2)=0.4mol?L-1 c(H2)=0.1mol?L-1 c(CO)=xmol?L-1 c(H2O)=0.2mol?L-1
CO2 (g)+H2(g)?CO(g)+H2O(g),依據(jù)化學(xué)平衡常數(shù)概念列式得到,K=
c(CO)c(H2O)
c(CO2)c(H2)
=
x×0.2
0.4×0.1
=1,計算得到x=0.2mol/L,
故答案為:0.2mol/L;
ⅱ、依據(jù)平衡量轉(zhuǎn)化為反應(yīng)物的物質(zhì)的量,起始量二氧化碳為0.6mol,氫氣為0.3mol,即
 CO2 (g)+H2(g)?CO(g)+H2O(g)
  0.4         0.1     0.2    0.2
  0.6        0.3        0      0
若用a、b、c、d、分別表示CO2、H2、CO、H2O的起始濃度,利用極值轉(zhuǎn)化,
   CO2 (g)+H2(g)?CO(g)+H2O(g),根據(jù)平衡濃度可知c=d;
     a        b        c       d
a+c(或a+d)  b+c(或b+d)  0       0
依據(jù)等比等效得到:
a+c
b+c
=
0.6
0.3
=2,a-2b=c或
a+d
b+d
=
0.6
0.3
=2,a-2b=d;
故答案為:a-2b=c 或a-2b=d.
點評:本題考查了熱化學(xué)方程式和蓋斯定律計算應(yīng)用,平衡常數(shù)的概念應(yīng)用和影響因素,平衡標志和平衡計算的分析判斷,等效平衡的理解是難點,題目難度中等.
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