Question

【题目】（1）丙烷（C3H8）是一种价格低廉的常用燃料，其主要成分是碳和氢两种元素，燃烧后只有二氧化碳和气态水，不会对环境造成污染。已知1 g丙烷完全燃烧放出50.45 kJ的热量。丙烷在室温下燃烧的热化学方程式为______________________。

（2）高炉冶铁过程中，甲烷在催化反应室中产生水煤气(CO和H2)还原氧化铁，有关反应为：

CH4(g)＋CO2(g)===2CO(g)＋2H2(g) ΔH＝+260 kJ·mol－1

已知：2CO(g)＋O2(g)===2CO2(g) ΔH＝－566 kJ·mol－1

则CH4与O2反应生成CO和H2的热化学方程式为__________________________；

（3）一定温度下，将1 mol N2O4 充入一恒压密闭容器中发生反应N2O4 (g) 2NO2 (g) ，下列示意图正确且能说明反应达到平衡状态的是___________。

（4）在密闭容器中充入A(g)和B(g)，它们的初始浓度均为2 mol·L－1，在一定条件下发生反应：A(g)＋B(g) 2C(g) ΔH。该T1温度下，此反应的平衡常数为4，

①该反应的平衡常数的表达式为_________________。

②A的转化率为___________。

③若升温至T2时，此反应的平衡常数为1，判断该反应ΔH_____0（填“>”或“<”）;若在T2时，投入A、B、C三种物质的浓度均为3 mol·L－1，此时v（正）____v（逆）。（填“>”、“<”或“=”）

Answer 1

【答案】 C3H8 （g）+5O2（g）=3CO2（g）+4H2O（g）ΔH＝- 2219.8 kJ·mol－1 2CH4（g）+ O2（g）=2CO（g）+4H2（g）ΔH＝- 46 kJ·mol－1 acd 50% < =

【解析】（1）1mol丙烷的质量为44g，已知1 g丙烷完全燃烧放出50.45 kJ的热量，所以1mol丙烷完全燃烧生成气态水能放出2219.8 kJ的热量。因此，丙烷在室温下燃烧的热化学方程式为C3H8 （g）+5O2（g）=3CO2（g）+4H2O（g）ΔH＝- 2219.8 kJ·mol－1。

（2）①CH4(g)＋CO2(g)===2CO(g)＋2H2(g)　ΔH＝+260 kJ·mol－1，②2CO(g)＋O2(g)===2CO2(g) ΔH＝－566 kJ·mol－1，① 2+②得，2CH4（g）+ O2（g）=2CO（g）+4H2（g），所以ΔH＝（+260 kJ·mol－1）+（－566 kJ·mol－1）=- 46 kJ·mol－1，则CH4与O2反应生成CO和H2的热化学方程式为2CH4（g）+ O2（g）=2CO（g）+4H2（g）ΔH＝- 46 kJ·mol－1；

（3）一定温度下，将1 mol N2O4 充入一恒压密闭容器中发生反应N2O4 (g) 2NO2 (g) ，正反应是一个气体体积增大的反应 。在反应过程中，保持压强不变，所以气体的体积逐渐增大，而质量均不变，所以密度逐渐减小，达到化学平衡状态后，密度就保持不变了；该反应的焓变与反应的限度无关，是恒量，不随反应的进程变化；随着反应的发生，正反应速率逐渐减小、逆反应速率逐渐增大，达到化学平衡状态后，正反应速率和逆反应速率相等且保持不变；反应物的转化率逐渐增大，达到化学平衡状态后，转化率达到最大值后保持不变。综上所述，示意图正确且能说明反应达到平衡状态的是acd。

（4）在密闭容器中充入A(g)和B(g)，它们的初始浓度均为2 mol·L－1，在一定条件下发生反应：A(g)＋B(g) 2C(g) ΔH。该T1温度下，此反应的平衡常数为4，

①该反应的平衡常数的表达式为。

②高A的转化率为，则A和B的变化量均为2 mol·L－1，C的变化量为4 mol·L－1，A、B、C的平衡量分别为2（1- ）mol·L－1、2（1- ）mol·L－1、4 mol·L－1，由平衡常数K=，求出A的转化率为50% 。

③若升温至T2时，此反应的平衡常数为1，说明正反应是放热反应，则可以判断该反应ΔH<0；若在T2时，投入A、B、C三种物质的浓度均为3 mol·L－1，Qc=1=K，所以该可逆反应恰好处于平衡状态，此时v（正）=v（逆）。