Question

【題目】為了減少 CO 對(duì)大氣的污染，某研究性學(xué)習(xí)小組擬研究 CO 和 H2O 反應(yīng)轉(zhuǎn)化為綠色能源H2。已知：

2CO(g)＋O2(g) =2CO2(g)； H＝－566kJ·moL－1

2H2(g)＋O2(g) =2H2O(g)； H＝－483.6kJ·moL－1

H2O(g) =H2O(l)； H＝－44.0kJ·moL－1

(1)表示氫氣燃燒熱的化學(xué)方程式中 △H＝__________。

(2)寫(xiě)出CO和 H2O(g)作用生成 CO2 和 H2 的熱化學(xué)方程式____________________________________________。

(3)往 1L 體積不變的容器中加入 0.200mol CO 和 1.00mol H2O(g)，在 t℃時(shí)反應(yīng)并達(dá)到平衡，若該反應(yīng)的化學(xué)平衡常數(shù) K＝1(方程式中各物質(zhì)前化學(xué)計(jì)量數(shù)為最簡(jiǎn)比)，則 t℃時(shí) CO 的轉(zhuǎn)化率為____；反應(yīng)達(dá)到平衡后，升高溫度，此時(shí)平衡常數(shù)將__________ (填“變大”、 “不變”或“變小”)，平衡將向__________ (填“正”或“逆”)方向移動(dòng)。

Answer 1

【答案】-285.8 CO(g)+H2O(g)=H2(g)+CO2(g) △H=-41.2KJmoL-1 50% 變小

【解析】

(1)通常條件下，1mol氫氣完全燃燒生成液態(tài)水放出的熱量為氫氣的燃燒熱，利用蓋斯定律，根據(jù)已知熱化學(xué)方程式乘以合適的系數(shù)進(jìn)行相應(yīng)加減構(gòu)造目標(biāo)熱化學(xué)方程式，反應(yīng)熱也乘以相應(yīng)的系數(shù)進(jìn)行相應(yīng)的加減，據(jù)此書(shū)寫(xiě)判斷；

(2)利用蓋斯定律，根據(jù)已知熱化學(xué)方程式乘以合適的系數(shù)進(jìn)行相應(yīng)加減構(gòu)造目標(biāo)熱化學(xué)方程式，反應(yīng)熱也乘以相應(yīng)的系數(shù)進(jìn)行相應(yīng)的加減；

(3)令參加反應(yīng)的CO的物質(zhì)的量為nmol，利用三段式用n表示出平衡時(shí)各組分的物質(zhì)的量，用物質(zhì)的量代替濃度代入平衡常數(shù)計(jì)算n的值，再利用轉(zhuǎn)化率定義計(jì)算；升高溫度平衡向吸熱反應(yīng)移動(dòng)，結(jié)合(2)中的熱化學(xué)方程式判斷，升高溫度平衡移動(dòng)方向，據(jù)此進(jìn)行判斷溫度對(duì)平衡常數(shù)的影響。

(1) 已知：①2H2(g)＋O2(g) =2H2O(g) △H=-483.6KJmoL-1；②H2O(g) =H2O(l) △H=-44.0KJ moL-1，根據(jù)蓋斯定律，①×+②得H2(g)＋O2(g) =H2O(l) △H=×（-483.6KJmoL-1）+（-44.0KJmoL-1）=-285.8KJmoL-1；故答案為：-285.8；

(2)已知：①2CO(g)＋O2(g) =2CO2(g) △H=-566kJmoL-1；②2H2(g)＋O2(g) =2H2O(g) △H=-483.6KJmoL-1，根據(jù)蓋斯定律，①-②得2CO(g)+2H2O(g)=2H2(g)+2CO2(g) △H=-566kJmoL-1-（-483.6KJmoL-1）=-82.4KJmoL-1，即CO(g)+H2O(g)=H2(g)+CO2(g) △H=-41.2KJmoL-1，故答案為：CO(g)+H2O(g)=H2(g)+CO2(g) △H=-41.2KJmoL-1；

(3) 令參加反應(yīng)的CO的物質(zhì)的量為nmol，則：

CO(g)+H2O(g)=H2(g)+CO2(g)

開(kāi)始（mol）：0.200 1.00 0 0

變化（mol）：n n n n

平衡（mol）：0.200-n 1.00-n n n

所以=1，解得n=，故t℃時(shí)CO的轉(zhuǎn)化率為×100%=6.67%；由(2)可知該反應(yīng)正反應(yīng)是放熱反應(yīng)，升高溫度平衡向逆反應(yīng)移動(dòng)，平衡常數(shù)變小，故答案為：50%；變��；逆；