Question

【题目】（1）下表中的数据表示破坏1 mol化学键需消耗的能量(即键能，单位为kJ·mol－1)：

化学键	C—H	C—F	H—F	F—F
键能	414	489	565	158

根据键能数据计算以下反应的反应热△H： CH4(g)+4F2(g)= CF4(g)+4HF(g) △H=____。

（2）已知在448℃时，反应H2（g）+I2（g）2HI（g）的平衡常数K1为49，则反应HI（g）H2（g）+I2（g）==的平衡常数K3为__________。

（4）在一定条件下将CO2与H2混合转化为甲醇CH3OH是一种新型脱碳技术，这一反应同时生成H2O，实现了绿色环保、节能减排、废物利用等目的。在一恒温恒容密闭容器中充入1 mol CO2和3 mol H2，进行上述反应。测得CO2和CH3OH(g)的物质的量浓度随时间的变化如图Ⅲ所示。

①该反应方程式为______________

②0～10 min内，氢气的平均反应速率为________；

③该温度下，反应的平衡常数为________(保留三位有效数字)；

④10 min后，向该容器中再充入1 mol CO2和3 mol H2，则再次达到平衡时CH3OH(g)的体积分数________(填“增大”、“减小”或“不变”)。

Answer 1

【答案】1928kl/mol 1/7 CO2(g)+3H2(g)CH3OH(g)+H2O(g) 0.225mol/(L·min) 5.33 增大

【解析】

（1）化学反应的焓变=反应物总键能-生成物总键能。CH4(g）+4F2（g）=CF4（g）+4HF（g），△H=（414KJ/mol×4+158KJ/mol×4）-（489KJ/mol×4+565KJ/mol×4）=-1928KJ/mol，故答案为：-1928KJ/mol；

(2)反应H2（g）+I2（g）2HI（g）的平衡常数K1=c2(HI)/[c(H2)c(I2)]= 49

HI（g）H2（g）+I2（g）==的平衡常数K3=,所以本题答案：；

（3）①由图可知，CO2为反应物，CH3OH为生成物，由已知在一定条件下将CO2与H2混合转化为甲醇CH3OH同时生成H2O，10min时反应已经达平衡，△c(CO2)=1.00mol/L-0.25mol/L=0.75mol/L，△c(CH3OH)= 0.75mol/L，所以该反应的化学方程式为CO2(g)+3H2(g)CH3OH(g)+ +H2O(g)；答案：CO2(g)+3H2(g)CH3OH(g)+H2O(g)；

②10min内，v(CO2)= 0.75mol/L /10min =0.075mol/(L·min)，反应速率之比等于计量数之比，v(H2)=3v(CO2)=3×0.075mol/(Lmin)=0.225mol/(Lmin)；所以0～10 min内，氢气的平均反应速率为0.225mol/(Lmin)；答案：0.225mol/(Lmin)；

③开始CO2的浓度为1mol/L，故容器的体积为1mol/1molL=1L，H2的起始浓度为3mol/L=3mol/L，则

： CO2(g)+3H2(g)CH3OH(g)+H2O(g)；

开始（mol/L） 1 3 0 0

变化（mol/L） 0.75 2.25 0.75 0.75

平衡（mol/L） 0.25 0.75 0.75 0.75

故该温度下平衡常数k= 0.75×0.75/[ 0.25×0.753]=5.33；

④第10min后，向该容器中再充入1molCO2和3molH2，等效为增大压强，平衡向正反应移动，CH3OH(g)的体积分数增大；答案：增大。