Question

反應(yīng)CO（g）+H₂O（g）?CO₂（g）+H₂（g）進(jìn)行過(guò)程中的能量變化如圖1所示．回答下列問(wèn)題：
（1）該反應(yīng)的△H=

 

．
（2）在恒溫恒壓的條件下，向密閉容器中投入1molCO（g）、1molH₂O（g），達(dá)到平衡時(shí)放出熱量為a kJ；若條件不變，開(kāi)始投入2molCO（g）、2molH₂O（g），則達(dá)到平衡時(shí)放出熱量為b kJ．下列關(guān)系正確的是

 

．
A．a(chǎn)＞41，b=2a    B．a(chǎn)=41，b＞2a     C．a(chǎn)＜41，b=2a     D．a(chǎn)＜41，b＜2a
（3）為探究外界條件對(duì)化學(xué)反應(yīng)速度和化學(xué)平衡的影響，某同學(xué)在某固定容積的容器中進(jìn)行了以下幾組實(shí)驗(yàn)，記錄如下表：

組別	溫度（℃）	起始濃度（mol/L）		反應(yīng)達(dá)平衡時(shí)所需時(shí)間（min）	平衡濃度（mol/L） c（CO2）或c（H2）
		c（CO）	c（H2O）
Ⅰ	800	1.00	1.00	10	0.50
Ⅱ	800	1.00	4.00	t2	c2
Ⅲ	800	1.00	1.00	1	0.50
Ⅳ	1000	1.00	1.00	8	0.40
Ⅴ	1000	2.00	2.00	t5	c5

①第Ⅰ組實(shí)驗(yàn)中，反應(yīng)進(jìn)行到10min時(shí)，用CO的濃度變化表示的反應(yīng)速率v（CO）=

 

；
②第Ⅱ組實(shí)驗(yàn)中，平衡時(shí)CO₂的物質(zhì)的量濃度c₂=

 

；
③第Ⅲ組實(shí)驗(yàn)與實(shí)驗(yàn)Ⅰ相比，還隱含的條件是

 

；
④根據(jù)圖2第Ⅰ組實(shí)驗(yàn)c（CO₂）隨時(shí)間（t）的變化曲線，在答題卡上畫(huà)出第Ⅴ組實(shí)驗(yàn)中c（CO₂）隨時(shí)間（t）的變化曲線．（圖中要明確標(biāo)出c₅的數(shù)值）
⑤800℃時(shí)，向容器中同時(shí)充入1.0mol CO、3.0mol H₂O、1.0mol CO₂和x mol H₂，若要使上述反應(yīng)開(kāi)始時(shí)向正反應(yīng)方向進(jìn)行，則x應(yīng)滿足的條件是

 

．
（4）碳與氧氣不完全燃燒可以生成CO．已知3.6g碳與6.4g氧氣完全反應(yīng)，放出61.45kJ的熱量，且碳的燃燒熱為△H=-393.5kJ/mol，則碳與氧氣反應(yīng)生成CO的熱化學(xué)方程式為

 

．

Answer 1

考點(diǎn)：反應(yīng)熱和焓變,有關(guān)反應(yīng)熱的計(jì)算,探究濃度對(duì)化學(xué)平衡的影響,探究溫度、壓強(qiáng)對(duì)化學(xué)平衡的影響

專(zhuān)題：化學(xué)反應(yīng)中的能量變化,化學(xué)平衡專(zhuān)題

分析：（1）△H=生成物的能量和-反應(yīng)物的能量和，據(jù)此求算；
（2）在恒溫恒壓的條件下，只要加入反應(yīng)物的物質(zhì)的量之比相等，兩反應(yīng)等效；
（3）①v（CO）=

△c(CO)

△t

；
②相同溫度下，化學(xué)平衡常數(shù)K相同，利用Ⅰ組反應(yīng)數(shù)據(jù)求出K，結(jié)合三段式法求算；
③溫度相同、反應(yīng)物濃度相同、平衡濃度相同，反應(yīng)又是在固定容積的容器中進(jìn)行，達(dá)到平衡所用時(shí)間縮短，反應(yīng)速率加快，可見(jiàn)是使用了催化劑；
④第Ⅴ組實(shí)驗(yàn)比第Ⅰ組實(shí)驗(yàn)的溫度高，反應(yīng)達(dá)到平衡所用時(shí)間短，Ⅳ與Ⅴ等效；
⑤據(jù)Qc＜K時(shí)反應(yīng)向正向移動(dòng)；
（4）3.6g碳與6.4g氧氣完全反應(yīng)，說(shuō)明生成的有0.2molCO和0.1molCO₂，利用蓋斯定律解答．

解答： 解：（1）△H=生成物能量和-反應(yīng)物能量和=-41KJ/mol，故答案為：-41KJ/mol；
（2）在恒溫恒壓的條件下，只要加入反應(yīng)物的物質(zhì)的量之比相等，兩反應(yīng)等效，即各組分的百分含量相同，所以b=2a，反應(yīng)可逆，反應(yīng)物不可能完全轉(zhuǎn)化，所以a＜41，故答案為：C；
（3）①反應(yīng)物生成物各物質(zhì)的化學(xué)計(jì)量數(shù)之比為1：1：1：1，CO₂的生成濃度為0.5mol/L，所以，10min內(nèi)CO的濃度減少了0.5mol/L，c（CO）=

0.5mol?L-1

10min

=0.05mol/（L?min），故答案為：0.05mol/（L?min）；
②在①中，平衡時(shí)各物質(zhì)濃度均為0.5mol/L，所以該溫度下K=1，
               CO（g）+H₂O（g）?CO₂（g）+H₂（g）
反應(yīng)前（mol/L） 1       4        0        0
反應(yīng)了（mol/L） x       x        x        x
平衡后（mol/L）1-x      4-x      x        x

x?x

(1-x)?(4-x)

=1，x=0.8mol/L，故答案為：0.8mol/L；
③溫度相同、反應(yīng)物濃度相同、平衡濃度相同，反應(yīng)又是在固定容積的容器中進(jìn)行，達(dá)到平衡所用時(shí)間縮短，反應(yīng)速率加快，可見(jiàn)是使用了催化劑，故答案為：使用催化劑；
④第Ⅴ組實(shí)驗(yàn)比第Ⅰ組實(shí)驗(yàn)的溫度高，反應(yīng)達(dá)到平衡所用時(shí)間短，Ⅳ與Ⅴ等效，CO₂的百分含量相同，Ⅴ中加入的反應(yīng)物是Ⅳ的2倍，所以，其平衡濃度也是Ⅳ的2倍，為0.8mol/L，作圖為：Ⅰ，故答案為：；
⑤800℃時(shí)，K=1，若使反應(yīng)正向進(jìn)行，需要K＜Qc，Qc=

1.0×3.0

1.0x

＞1，則x＜3.0，故答案為：0≤x＜3.0；
（4）3.6g碳與6.4g氧氣完全反應(yīng)，說(shuō)明生成的有0.2molCO和0.1molCO₂，C的燃燒熱為△H=-393.5kJ/mol，則生成0.1molCO₂放熱39.35KJ，現(xiàn)在放出61.45kJ的熱量，說(shuō)明生成0.2molCO放熱61.45KJ-39.35KJ=22.1KJ，生成2molCO放熱221KJ，則C燃燒生成CO的熱化學(xué)方程式為：2C（s）+O₂（g）=2CO（g）△H=-221KJ/mol，故答案為：2C（s）+O₂（g）=2CO（g）△H=-221KJ/mol．

點(diǎn)評(píng)：本題考查范圍廣，題目難度大，特別注意影響化學(xué)反應(yīng)速率以及影響平衡移動(dòng)的條件的考查．