Question

【題目】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M/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	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(shí)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(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__________%。

（3）計(jì)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(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．平衡時(shí)兩容器中正反應(yīng)速率相等

（5）容器①中反應(yīng)進(jìn)行到tmin時(shí)，測(cè)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(gè)離子方程式表示）____________。

Answer 1

【答案】（1）小于（2）80（3）1（4）A

（5）3CO2+5HO-＝2CO32-+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(shí)所吸收的總能量小于生成物分子化學(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)，放出熱量為32.8 kJ，因?yàn)?mol CO完全轉(zhuǎn)化時(shí)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?yàn)闇囟葲]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）A、因?yàn)閮蓚�(gè)平衡的溫度相同，加入的量成比例，達(dá)到平衡時(shí)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，A正確；B、容器②中反應(yīng)達(dá)平衡狀態(tài)時(shí)，放出的熱量是容器①的2倍，Q =65.6 kJ，B錯(cuò)誤；C、容器②的濃度大，化學(xué)反應(yīng)速率要大，C錯(cuò)誤；D、濃度不同，反應(yīng)速率不同，D錯(cuò)誤，答案選A。

（5）CO2的物質(zhì)的量為0.6 mol，氫氧化鈉的物質(zhì)的量為1 mol，二者的物質(zhì)的量之比是3：5，這說明產(chǎn)物有CO32-、HCO3-，因此根據(jù)反應(yīng)物的物質(zhì)的量之比可以寫出反應(yīng)的化學(xué)方程式為3CO2＋5HO-＝2CO32-＋HCO3-＋2H2O。