Question

已知：CO（g）+H₂O（g）?CO₂（g）+H₂（g）△H=-42kJ?mol^-1
（1）在一定温度下，向一定体积的密闭容器中通入1molCO、2molH₂O（g），反应达平衡时，测得放出的热量为28kJ，求CO的转化率为______；
（2）该温度下，向该密闭容器中通入molCO₂、molH₂，欲使反应达平衡时CO的转化率与（1）相同，则还需满足的条件是______；
（3）该温度下，向该密闭容器中通入2molCO、3molH₂O（g），反应达平衡时时，求H₂O（g）的转化率______；
（4）该温度下，向该密闭容器中通入1.5molCO、3molH₂O（g），反应达平衡时，放出的热量为______kJ．

Answer 1

【答案】分析：（1）根据反应放出的热量计算参加反应的CO的物质的量，再根据转化率定义计算；
（2）使反应达平衡时CO的转化率与（1）相同，为等效平衡，由于该反应前后气体体积不变，故按化学计量数转化到左边，满足容器内n（CO）：（H₂O）=1：2，据此解答；
（3）根据（1）计算平衡常数，令参加反应的水的物质的量为xmol，利用三段式用x表示平衡时各组分的物质的量，代入平衡常数表达式列方程计算x的值，再根据转化率定义计算；
（4）与（1）为等效平衡，CO的转化率相等，据此计算参加反应的CO的物质的量，再根据热化学方程式计算反应放出的热量．
解答：解：（1）反应达平衡时，测得放出的热量为28kJ，则参加反应是CO的物质的量==mol，故CO的转化率=×1005=66.7%，
故答案为：66.7%；
（2）使反应达平衡时CO的转化率与（1）相同，为等效平衡，按化学计量数转化到左边，得到CO、H₂O都是mol，由于该反应前后气体体积不变，满足容器内n（CO）：（H₂O）=1：2，故应还应同时加入CO、H₂O，则：
[n（CO）+mol]：[n（H₂O）+mol]=1：2，整理得n（H₂O）=2n（CO）+mol，
故答案为：向容器中通入CO、H₂O，且满足n（H₂O）=2n（CO）+mol；
（3）由（1）计算可知，平衡时参加反应是CO的物质的量=mol，则：
           CO（g）+H₂O（g）?CO₂（g）+H₂（g）
开始（mol）：1       2       0        0
变化（mol）：                     
平衡（mol）：                    
反应前后气体体积不变，用物质的量代替浓度计算平衡常数，故平衡常数k==1，
令参加反应的水的物质的量为xmol，则：
           CO（g）+H₂O（g）?CO₂（g）+H₂（g）
开始（mol）：2       3       0        0
变化（mol）：x       x       x        x
平衡（mol）：2-x     3-x      x        x
故=1，解得x=1.2
故水的转化率=×100%=40%，
故答案为：40%；
（4）与（1）为等效平衡，CO的转化率相等，故参加反应的CO的物质的量=1.5mol×=1mol，根据热化学方程式可知，反应放出的热量为1mol×42kJ/mol=42kJ，
故答案为：42kJ．
点评：本题考查化学平衡的有关计算、化学平衡常数的有关计算，难度中等，（4）中注意利用等效平衡解答，（2）中注意反应前后气体体积不变，满足对比即可．