Question

8．在2L密闭容器内，加入0.100molCO气体和0.080molCuO固体，800℃时发生如下反应：2CuO（s）+CO（g）?Cu₂O（s）+CO₂（g），n（CuO）随时间的变化如表：

时间（min）	0	1	2	3	4	5
n（CuO）（mol）	0.080	0.060	0.040	0.020	0.020	0.020

（1）用CO表示前2min内的化学反应速率=0.005mol/（L．min）
（2）计算此反应在800°C时的化学平衡常数k=0.429
（3）若向平衡后的体系中加入CO和CO₂各0.05mol，则此时V_（正）＜V_（逆）
（4）用来还原CuO的CO可以用C和水蒸气反应制得．
已知：C_（s）+O_2（g）=CO_2（g）△H=-393.5kJ/mol
2CO_（g）+O_2（g）=2CO_2（g）△H=-566kJ/mol
2H_2（g）+O_2（g）=2H₂O_（g）△H=-571.6kJ/mol
则C（s）+H₂O（g）?CO（g）+H₂（g）△H=+175.3kj/mol．

Answer 1

分析 （1）根据反应速率计算公式V=$\frac{△c}{△t}$；
（2）3min反应达到平衡状态，根据平衡时反应体系中各物质的浓度结合平衡常数的公式计算；
（3）平衡后的体系中加入CO和CO₂各0.05mol，计算此时Qc，比较与K的关系，判断平衡移动的方向即可；
（4）利用盖斯定律分析，①C_（s）+O_2（g）=CO_2（g）△H=-393.5kJ/mol；
②2CO_（g）+O_2（g）=2CO_2（g）△H=-566kJ/mol；
③2H_2（g）+O_2（g）=2H₂O_（g）△H=-571.6kJ/mol；
则①-②×$\frac{1}{2}$-③×$\frac{1}{2}$得：C（s）+H₂O（g）?CO（g）+H₂（g），由此计算△H．

解答 解：（1）前2minCuO的变化物质的量为（0.080-0.040）mol=0.04mol，则CO的变化物质的量为0.04mol÷2=0.02mol，变化浓度为0.02mol÷2L=0.010mol/L，则用CO表示前2min内的化学反应速率=$\frac{△c}{△t}$=$\frac{0.01mol/L}{2min}$=0.005mol/（L．min），故答案为：0.005mol/（L．min）；
（2）2CuO（s）+CO（g）?Cu₂O（s）+CO₂（g）
起始物质的量（mol） 0.08            0.10             0             0
变化物质的量（mol）0.08-0.02      0.03           0.03         0.03
平衡物质的量（mol） 0.02            0.07            0.06         0.03
则此时平衡常数K=$\frac{c（C{O}_{2}）}{c（CO）}$=$\frac{（\frac{0.03mol}{2L}）}{（\frac{0.07mol}{2L}）}$=0.429，故答案为：0.429；
（3）向平衡后的体系中加入CO和CO₂各0.05mol，此时CO的总物质的量为0.12mol，CO₂的物质的量为0.08mol，此时Qc=$\frac{c（C{O}_{2}）}{c（CO）}$=$\frac{（\frac{0.08mol}{2L}）}{（\frac{0.12mol}{2L}）}$=0.75＞0.429，此时平衡逆向移动，即V_（正）＜V_（逆），故答案为：＜；
（4）已知：①C_（s）+O_2（g）=CO_2（g）△H=-393.5kJ/mol；
②2CO_（g）+O_2（g）=2CO_2（g）△H=-566kJ/mol；
③2H_2（g）+O_2（g）=2H₂O_（g）△H=-571.6kJ/mol；
①-②×$\frac{1}{2}$-③×$\frac{1}{2}$得：C（s）+H₂O（g）?CO（g）+H₂（g），则△H=（-393.5kJ/mol）-（-566kJ/mol）×$\frac{1}{2}$-（-571.6kJ/mol）×$\frac{1}{2}$=+175.3kj/mol，故答案为：+175.3kj/mol．

点评 本题综合考查了反应速率，化学平衡、盖斯定律的应用及平衡常数的有关内容，综合性较强，难点时根据Qc判断平衡移动的方向，难度中等．