Question

（12分）氫氣是一種新型的綠色能源，又是一種重要的化工原料。

（1）氫氣的燃燒熱值高，H2(g) +1/2 O2 (g) = H2O (g) △H = -241.8 kJ·mol-1

化學(xué)鍵	H-H	O=O	O-H
鍵能(kJ·mol-1)	X	496.4	463

請根據(jù)相關(guān)數(shù)據(jù)計算：H-H的鍵能X = ________kJ·mol-1。

（2）根據(jù)現(xiàn)代工業(yè)技術(shù)可以用H和CO反應(yīng)來生產(chǎn)燃料甲醇，其反應(yīng)方程式如下：

CO2 (g) + H2(g) = H2O + CH3OH(g) △H = -49.00 kJ·mol-1

一定溫度下，在體積為1 L的密閉容器中充入1.00 mol CO2和3.00 mol H2，測得CO2和CH3OH的濃度隨時間變化如圖所示。

①能說明該反應(yīng)已達平衡狀態(tài)的是________（填代號）。

A．CO2在混合氣體中的體積分?jǐn)?shù)保持不變

B．單位時間內(nèi)每消耗1.2 mol H2，同時生成0.4 mol H2O

C．混合氣體平均相對分子質(zhì)量不隨時間的變化而變化

D．反應(yīng)中H2O與CH3OH的物質(zhì)的量濃度比為1：1，且保持不變

②從反應(yīng)開始到平衡的平均反應(yīng)速率v(H2) = ________，達到平衡時氫氣的轉(zhuǎn)化率為________。

③該溫度下的平衡常數(shù)為________（小數(shù)點后保留2位）。

④下列的條件一定能加快反應(yīng)速率并且提高H2轉(zhuǎn)化率的是________（填代號）。

A．升高反應(yīng)溫度

B．縮小容器的體積

C．保持容器體積不變，充入稀有氣體

D．保持容器體積不變，充入CO2氣體

Answer 1

（1） 436 （2） ① AC ② 0.225 mol/(L·min) 75% ③ 5.33 ④ BD

【解析】

試題分析：(1)從鍵能考慮化學(xué)反應(yīng)的焓變△H=反應(yīng)物的鍵能和-生成物的鍵能和，所以X+1/2×496.4-463×2=-241.8，解得X=463；（2）判斷化學(xué)反應(yīng)的平衡狀態(tài)，可根據(jù)組分的含量不再變化；當(dāng)反應(yīng)前后氣體系數(shù)和不等時，混合氣體的平均相對分子質(zhì)量不再變化可作為達平衡的標(biāo)志，所以A、C正確；利用題給的圖像不難確定②、③的答案；④既要提高H2轉(zhuǎn)化率，使平衡向正反應(yīng)方向移動，又要加快反應(yīng)的速率，所以BD正確。

考點：化學(xué)反應(yīng)的能量變化、化學(xué)平衡狀態(tài)及化學(xué)平衡常數(shù)。