Question

实现反应CH₄（g）+CO₂（g）?2CO（g）+2H₂（g），△H₀，对减少温室气体排放和减缓燃料危机具有重要意义．
（1）已知：2CO（g）+O₂（g）=2CO₂（g）△H₁=-566kJ?mol^-1
2H₂（g）+O₂（g）=2H₂O（g）△H₂=-484kJ?mol^-1
CH₄（g）+2O₂（g）=CO₂（g）+2H₂O（g）△H₃=-802kJ?mol^-1
则△H₀=

 

kJ?mol^-1
（2）在密闭容器中，通入2.5mol的CH₄与2.5mol CO₂，一定条件下发生反应：CH₄（g）+CO₂（g）V₁2CO（g）+2H₂（g），测得CH₄的平衡转化率与温度、压强的关系如图1．

据图可知，p₁、p₂、p₃、p₄由大到小的顺序

 

．
（3）CO和H₂还可以通过反应C（s）+H₂O（g）═R₁CO（g）+H₂ （g） 制取．
①在恒温恒容下，若从反应物出发建立平衡，已达到平衡的是

 

A．体系压强不再变化       
B．CO与H₂的物质的量之比为1：1
C．混合气体的密度保持不变       
D．每消耗1mol H₂O（g）的同时生成1mol H₂
②恒温下，在2L的密闭容器中同时投入四种物质，10min时达到平衡，测得容器中有1mol H₂O（g）、1mol CO（g）、2molH₂（g）和2molC（s），反应的平衡常数K=

 

．
若此时增大压强，平衡将向

 

（填“正”、“逆”）反应方向移动，t₁min时达到新的平衡．
③请画出增大压强后10min～t₁min时容器中H₂物质的量n随时间变化的曲线图如图2．

Answer 1

考点：化学平衡的计算,用盖斯定律进行有关反应热的计算,化学平衡状态的判断,转化率随温度、压强的变化曲线

专题：

分析：（1）根据盖斯定律进行计算即可；
（2）反应CH₄（g）+CO₂（g）?2CO（g）+2H₂（g）为气体分子数增加的反应，当温度一定时，减小压强，可增大CH₄的转化率；
（3）①根据化学平衡状态的特征来回答判断；
②根据平衡常数K=

c(CO)?c(H2)

c(H2O)

来计算；
③根据影响化学平衡移动的因素来回答判断．

解答： 解：（1）已知 ①2CO（g）+O₂（g）=2CO₂（g）△H₁=-566 kJ?mol^-1
②2H₂（g）+O₂（g）=2H₂O（g）△H₂=-484 kJ?mol^-1
③CH₄（g）+2O₂（g）=CO₂（g）+2H₂O（g）△H₃=-802 kJ?mol^-1
根据盖斯定律，③-②-①得：CH₄（g）+CO₂（g）?2CO（g）+2H₂（g），故△H=△H₃-△H₂-△H₁=-802 kJ?mol^-1+484 kJ?mol^-1+566 kJ?mol^-1=+248kJ?mol^-1．
故答案为：+248kJ?mol^-1；
（2）①反应CH₄（g）+CO₂（g）?2CO（g）+2H₂（g）为气体分子数增加的反应，当温度一定时，减小压强，可增大CH₄的转化率，从图象可知，相同温度下，按p₄、p₃、p₂、p₁的顺序CH₄的转化率增大，所以p₄＞p₃＞p₂＞p₁，故答案为：p₄＞p₃＞p₂＞p₁；
（3）①A、恒容条件下，随着反应的进行，气体的物质的量增加，压强增大，若体系压强不变，说明达到了平衡状态，故A正确；
B、从反应物出发建立平衡，则生成的CO和H₂的物质的量总是相等的，所以当H₂与CO的物质的量之比为1：1时不能确定是否达到平衡状态，故B错误；
C、随着反应的进行，气体的质量增加，而体积不变，所以密度增大，当气体密度不变时，可以认定达到了平衡状态，故C正确；
D、只有当反应完全生成CO和H₂时，气体平均相对分子质量才能等于15，但一定条件下的可逆反应是不能进行完全的，所以不会出现D项所描述的状态，故D错误．
故选AC；
②K=

c(CO)?c(H2)

c(H2O)

=

1 2 × 2 2

1 2

=1mol/L，若此时增大压强，平衡将向逆反应方向进行，故答案为：1mol/L；逆；
③增大压强后10min～t₁min时容器中H₂物质的量将会在2mol的基础上减小，但是达到平衡时，物质的量会大于1mol，即，故答案为：．

点评：本题涉及热化学、化学反应速率和平衡的有关计算和判断知识，属于综合知识的考查题，难度不大．