题目内容

工业上利用CO和水蒸气在一定条件下发生反应制取氢气：CO（g）+H2O（g）?CO2（g）+H2（g）△H=-41kJ/mol
某小组研究在同温度下反应过程中的能量变化．他们分别在体积均为V L的两个恒温恒容密闭容器中加入一定量的反应物，使其在相同温度下发生反应．数据如下：
容器编号 起始时各物质物质的量/mol 达到平衡的时间/min 达平衡时体系能量的变化/kJ
CO H2O CO2 H2
① 1 4 0 0 t1 放出热量：32.8 kJ
② 2 8 0 0 t2 放出热量：Q
CO（g）+H2O（g）?CO2（g）+H2（g）△H=-41kJ/mol
（1）该反应过程中，反应物分子化学键断裂时所吸收的总能量
小于
小于
（填“大于”、“小于”或“等于”）生成物分子化学键形成时所释放的总能量．
（2）容器①中反应达平衡时，CO的转化率为
80
80
%．
（3）计算容器②中反应的平衡常数K=
1
1
．
（4）下列叙述正确的是
a
a
（填字母序号）．
a．平衡时，两容器中H2的体积分数相等
b．容器②中反应达平衡状态时，Q＞65.6kJ
c．反应开始时，两容器中反应的化学反应速率相等
d．容器①中，反应的化学反应速率为：υ(H2O)=
4
Vt1
mol/(L?min)
（5）已知：2H2（g）+O2（g）═2H2O （g）△H=-484kJ/mol，写出CO完全燃烧生成CO2的热化学方程式：
2CO（g）+O2（g）═2CO2（g）△H=-566KJ/mol
2CO（g）+O2（g）═2CO2（g）△H=-566KJ/mol
．
分析：（1）依据化学反应的能量守恒，结合热化学方程式分析，反应是放热反应，反应物化学键断裂时所吸收的总能量小于生成物分子化学键形成时释放的总能量；
（2）根据反应放出的热量，结合反应焓变计算反应的一氧化碳物质的量，依据化学平衡的三段式列式和转化率概念计算；
（3）依据化学平衡的三段式列式计算平衡浓度，根据平衡常数概念计算；
（4）a、反应前后气体体积不变，同比例投入反应物的起始量，平衡不动；
b、反应前后气体体积不变，同比例投入反应物的起始量，平衡不动；反应热不变；
c、反应②的浓度大于①，开始时②反应速率大；
d、依据三段式计算，利用反应速率概念计算判断；
（5）依据热化学方程式和盖斯定律计算得到；
解答：解：（1）依据图表分析反应是放热反应，反应物化学键断裂时所吸收的总能量小于生成物分子化学键形成时释放的总能量；故答案为：小于；
（2）容器①中反应达平衡时，CO（g）+H2O（g）?CO2（g）+H2（g）△H=-41kJ/mol，反应放出热量为32.8 kJ；参加反应的一氧化碳物质的量=
32.8
41
mol=0.8mol；

                 CO（g）+H2O（g）?CO2（g）+H2（g）
起始量（mol）     1       4        0        0
变化量（mol）    0.8     0.8      0.8      0.8
平衡量（mol）    0.2     3.2      0.8      0.8
CO的转化率=
0.8mol
1mol
×100%=80%；
故答案为：80；
（3）容器②中反应放热Q，依据反应是气体体积不变的反应，CO为2mol，H2O物质的量为8mol，反应平衡后反应达到的平衡和容器①中的反应热相同，为32.8KJ；所以反应的一氧化碳物质的量为1.6mol，依据化学平衡的三段式列式计算：设容器体积为v
              CO（g）+H2O（g）?CO2（g）+H2（g）
起始量（mol） 2       8         0       0
变化量（mol）1.6    1.6        1.6    1.6
平衡量（mol）0.4    6.4       1.6     1.6
平衡浓度为；C（CO）=
0.4
v
mol/L；C（H2O）=
6.4
v
mol/L；C（CO2）=
1.6
v
mol/L；C（H2）=
1.6
v
mol/L；
平衡常数K=
c(CO2) c(H2)
C(CO)C(H2O)
=
1.6
v
×
1.6
v
0.4
v
×
6.4
v
=1
故答案为：1
（4）a、反应前后气体体积不变，同比例投入反应物的起始量，平衡不动；两容器中H2的体积分数相等，故a正确；
b、反应前后气体体积不变，同比例投入反应物的起始量，平衡不动；反应热不变；故b错误；
c、反应②的浓度大于①，开始时②反应速率大；故c错误；
d、依据三段式计算，利用反应速率概念计算判断；容器①中v（H2O）=
0.8
vt1
mol/L?min；容器②中v（H2O）=
1.6
vt2
mol/L?min；依据题意t1=2t2，容器②中v（H2O）=
3.2
vt1
mol/L?min；故d错误；
故答案为：a
（5）①2H2（g）+O2（g）═2H2O （g）△H=-484kJ/mol，
②CO（g）+H2O（g）?CO2（g）+H2（g）△H=-41kJ/mol
依据盖斯定律②×2+①得到：2CO（g）+O2（g）═2CO2（g）△H=-566KJ/mol；
故答案为：2CO（g）+O2（g）═2CO2（g）△H=-566KJ/mol；
点评：本题考查了化学平衡的计算，热化学方程式的计算应用，盖斯定律的计算应用，反应速率的计算判断，转化率、平衡常数是常考考点，题目难度中等．
练习册系列答案
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工业上利用CO和水蒸气在一定条件下发生反应制取氢气：CO（g）+H2O（g）?CO2（g）+H2（g）某研究小组分别在体积均为2 L的恒容密闭容器中加入一定量的反应物，使其发生反应，相关数据如下：
容器
编号		 温度
/℃		 起始量/mol 平衡量/mol 达到平衡的时间/min 达平衡时体系能量的变化/kJ
CO H2O CO2 H2
① 650 1 2 0.4 0.4 5 16.4kJ
② 650 2 4 t1 Q1 kJ
③ 900 2 4 1.6 1.6 t2 Q2 kJ
（1）计算容器②中反应的平衡常数K=
0.17
0.17
（计算结果保留两位小数）．
（2）容器③中反应达平衡时，CO的转化率为
80%
80%
．
（3）容器①中反应达平衡这段时间，化学反应速率v （H2）=
0.04mol/（L?min）
0.04mol/（L?min）
．
（4）该反应的正反应为
吸热
吸热
（填“吸热”或“放热”）反应，理由是
升高温度，反应物的转化率增大
升高温度，反应物的转化率增大
．
（5）下列叙述正确的是
a
a
（填字母序号）．
a．平衡时，容器①和容器②中CO2的体积分数相等
b．反应达平衡状态时，Q2＞Q1＞32.8kJ
c．达到平衡的时间：t2＞t1＞2.5min
d．该反应的热化学方程式可表示为：CO（g）+H2O（g）；CO2（g）+H2（g）△H=-41kJ/mol
（6）容器②中反应进行到t min时，测得混合气体中CO2的物质的量为0.6mol．若用200mL 5mol/L的NaOH溶液将其完全吸收，得到的溶液中所有离子的物质的量浓度由大到小的顺序为
c（Na+）＞c（CO32-）＞c（HCO3-）＞c（OH-）＞c（H+）
c（Na+）＞c（CO32-）＞c（HCO3-）＞c（OH-）＞c（H+）
．
Ⅰ、在一定温度下，氧化铁可以与一氧化碳发生反应：
Fe2O3（s）+3CO（g）?2Fe（s）+3CO2（g）．已知该反应在不同温度下的平衡常数如下表：
温度/℃ 1 000 1 150 1 300
平衡常数 64.0 50.7 42.9
请回答下列问题：
该反应的平衡常数表达式K=
K=
c3(CO3)
c3(CO)
K=
c3(CO3)
c3(CO)
，△H
＜
＜
0（填“＞”、“＜”或“=”）．
Ⅱ、工业上利用CO和水蒸气在一定条件下发生反应制取氢气：
CO（g）+H2O（g）?CO2（g）+H2（g）△H=-41kJ/mol
某小组研究在相同温度下该反应过程中的能量变化．他们分别在体积均为V L的两个恒温恒容密闭容器中加入一定量的反应物，使其在相同温度下发生反应．相关数据如下：
容器编号 起始时各物质物质的量/mol 达到平衡的时间/min 达平衡时体系能量的变化/kJ
CO H2O CO2 H2
① 1 4 0 0 t1 放出热量：32.8kJ
② 2 8 0 0 t2 放出热量：Q
（1）容器①中反应达平衡时，CO的转化率为
80%
80%
．
（2）计算容器②中反应的平衡常数K=
1
1
．
（3）下列叙述正确的是
a
a
（填字母序号）．
a．平衡时，两容器中H2的体积分数相等
b．容器②中反应达平衡状态时，Q＞65.6kJ
c．反应开始时，两容器中反应的化学反应速率相等
d．容器①中，化学反应速率为：v（H2O）=
4
Vt1
mol/（L?min）
工业上利用CO和水蒸气在一定条件下发生反应制取氢气：CO（g）+H2O（g）?CO2（g）+H2（g）△H=-41kJ/mol
某小组研究在相同温度下该反应过程中的能量变化．他们分别在体积均为V L的两个恒温恒容密闭容器中加入一定量的反应物，使其在相同温度下发生反应．相关数据如下：
容器编号 起始时各物质物质的量/mol 达到平衡的时间/min 达平衡时体系能量的变化/kJ
CO H2O CO2 H2
① 1 4 0 0 t1 放出热量：32.8 kJ
② 2 8 0 0 t2 放出热量：Q
（1）该反应过程中，反应物分子化学键断裂时所吸收的总能量
小于
小于
（填“大于”、“小于”或“等于”）生成物分子化学键形成时所释放的总能量．
（2）容器①中反应达平衡时，CO的转化率为
80
80
%．
（3）下列叙述正确的是
A
A
（填字母序号）．
A、平衡时，两容器中H2的体积分数相等
B、容器②中反应达平衡状态时，Q＞65.6kJ
C、反应开始时，两容器中反应的化学反应速率相等υ(H2O)=
4
Vt1
mol/(L?min)D、容器①中，化学反应速率为
（4）已知：2H2（g）+O2（g）=2H2O （g）△H=-484kJ/mol，写出CO完全燃烧生成CO2的热化学方程式：
2CO（g）+O2（g）═2CO2（g）△H=-566KJ/mol
2CO（g）+O2（g）═2CO2（g）△H=-566KJ/mol
．
（5）容器①中反应进行到t min时，测得混合气体中CO2的物质的量为0.6mol．若用200ml、5mol/L的NaOH溶液将其完全吸收，反应的离子方程式为（用一个离子方程式表示）
3CO2+5OH-=2CO32-+HCO3-+2H2O
3CO2+5OH-=2CO32-+HCO3-+2H2O
．
（2013?乐山二模）工业上利用CO和水蒸气在一定条件下发生反应制取氢气：
CO（g）+H2O（g）?CO2（g）+H2（g）△H=-41kJ/mol
某小组研究在相同温度下该反应过程中的能量变化．他们分别在体积均为V L的两个恒温恒容密闭容器中加入一定量的反应物，使其在相同温度下发生反应．相关数据如下：
容器编号 起始时各物质物质的量/mol 达到平衡的时间/min 达平衡时体系能量的变化/kJ
CO H2O CO2 H2
① 1 4 0 0 t1 放出热量：32.8 kJ
② 2 8 0 0 t2 放出热量：Q
（1）该反应过程中，反应物分子化学键断裂时所吸收的总能量
小于
小于
（填“大于”、“小于”或“等于”）生成物分子化学键形成时所释放的总能量．
（2）容器①中反应达平衡时，CO的转化率为
80
80
%．
（3）计算容器②中反应的平衡常数K=
1
1
．
（4）下列叙述正确的是
a
a
（填字母序号）．
a．平衡时，两容器中H2的体积分数相等
b．容器②中反应达平衡状态时，Q＞65.6kJ
c．反应开始时，两容器中反应的化学反应速率相等
d．容器①中，反应的化学反应速率为：v(H2O)=
4
Vt1
mol/(L?min)
（5）已知：2H2（g）+O2（g）═2H2O （g）△H=-484kJ/mol，写出CO完全燃烧生成CO2的热化学方程式：
2CO（g）+O2（g）═2CO2（g）△H=-566 kJ/mol
2CO（g）+O2（g）═2CO2（g）△H=-566 kJ/mol
．
（6）容器①中反应进行到t min时，测得混合气体中CO2的物质的量为0.6mol．若用200mL 5mol/L的NaOH溶液将其完全吸收，反应的离子方程式为（用一个离子方程式表示）
3CO2+5OH-═2CO32-+HCO3-+2H2O
3CO2+5OH-═2CO32-+HCO3-+2H2O
．

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