题目内容

4.25℃时,已知反应:CO2(g)+H2(g)?CO (g)+H2O (g)△H=+41kJ/mol.回答下列问题:
(1)该反应属于吸热反应(“放热”或“吸热”),判断依据是△H>0
(2)能判断该反应是否已达平衡状态的依据是ad(填序号).
a.混合气体中n(CO)不变        b.v消耗(CO2)=v生成(CO)
c.混合气的总物质的量不变      d.容器中颜色不变         e.c(CO)=c(H2O)
(3)一定条件下的密闭容器中,反应达到平衡,要提高CO2的转化率,可以采取的措施是bd(填序号).
a.向体系中通入CO2           b.升高温度
c.向体系中通入惰性气体         d.向体系中通入H2     e.加入催化剂
(4)25℃时,已知:2C(石墨)+O2 (g)=2CO(g)△H1=-222kJ/mol
H2(g)+$\frac{1}{2}$O2(g)=H2O (g)△H2=-242kJ/mol
结合题中信息,写出石墨与氧气反应生成1mol CO2的热化学方程式C(石墨)+O2(g)=CO2(g)△H=-394 kJ/mol.

分析 (1)根据CO2(g)+H2(g)?CO (g)+H2O (g)△H=+41kJ/mol,△H>0为吸热反应;
(2)化学平衡标志是正逆反应速率相同,各组分含量保持不变,据由此衍生的一些物理量也不变,以此解答;
(3)要提高CO2的转化率,应使平衡向正反应,结合化学平衡移动原理分析;
(4)①2C(石墨)+O2(g)=2CO(g)△H1=-222kJ/mol,
②H2(g)+$\frac{1}{2}$O2(g)=H2O (g)△H2=-242kJ/mol,
③CO2(g)+H2(g)?CO (g)+H2O (g)△H=+41kJ/mol,
根据盖斯定律,①×$\frac{1}{2}$+②-③计算得到.

解答 解:(1)因为CO2(g)+H2(g)?CO (g)+H2O (g)△H=+41kJ/mol,△H>0,则该反应属于为吸热反应;故答案为:吸热;△H>0;
(2)a.随反应进行CO的浓度增大,混合气体中n(CO)不变,说明反应到达平衡,故a正确;
b.v消耗(CO2)=v生成(CO),都是指的正反应方向不,不能说明反应到达平衡,故b错误;
c.因为反应前后气体的物质的量不变,所以混合气的总物质的量一直不变,则不能说明反应到达平衡,故c错误;
d.容器中颜色不变,说明各物质浓度不变,说明反应到达平衡,故d正确;
e.c(CO)=c(H2O)时可能处于平衡状态,可能不处于平衡状态,与反应的条件有关,与二氧化碳的转化率有关,故e错误;
故选:ad;
(3)a.向体系中通入CO2,虽然平衡向正反应方向移动,但因为增加的是CO2,所以CO2转化率减小,故错误;
b.由于反应吸热,升高温度平衡向正反应方向移动,CO2转化率增大,故正确;
c.因为一定条件下的密闭容器中,向体系中通入惰性气体,平衡不移动,所以CO2转化率不变,故错误;
d.向体系中通入H2,平衡向正反应方向移动,CO2转化率增大,故正确;
e.加入催化剂,平衡不移动,所以CO2转化率不变,故错误;
故答案为:bd;
(4)①2C(石墨)+O2(g)=2CO(g)△H1=-222kJ/mol,
②H2(g)+$\frac{1}{2}$O2(g)=H2O (g)△H2=-242kJ/mol,
③CO2(g)+H2(g)?CO (g)+H2O (g)△H=+41kJ/mol,
根据盖斯定律,①×$\frac{1}{2}$+②-③得C(石墨)+O2(g)=CO2(g)△H=-222 kJ/mol×$\frac{1}{2}$-242 kJ/mol-41kJ/mol=-394 kJ/mol,
故答案为:C(石墨)+O2(g)=CO2(g)△H=-394 kJ/mol.

点评 本题考查了盖斯定律的计算应用,化学平衡的影响因素分析及其平衡状态的判断等,题目难度中等.

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