Question

某温度下在容积固定的密闭容器中，下列反应达到平衡：M（g）+H₂O（g）?N（g）+H₂（g）

（1）已知M和H₂的燃烧热分别为283kJ/mol、285.8kJ/mol，H₂O（g）=H₂O（l），△H=-44kJ/mol，写出上述反应的热化学方程式：

 

；
（2）该反应的平衡常数为

 

．该温度下，向容器中充入1mol M、3mol H₂O、2mol N、1.5mol H₂，则起始时该反应速率v_正

 

v_逆（填“＞”、“＜”或“=”）；
（3）结合表中数据判断下列说法中正确的是

 

n（M）：n（H2O）	M转化率	H2O转化率
1：1	0.5	0.5
1：2	0.67	0.335
1：3	0.75	0.25

A．增加H₂O（g）的量，M的转化率升高而H₂O（g）的转化率降低
B．若M与H₂O（g）的转化率相同时，二者的初始投入量一定相同
C．M和H₂O（g）初始物质的量之比等于二者转化率之比
D．当M与H₂O（g）物质的之比为1：4时，M的转化率为0.85．

Answer 1

考点：热化学方程式,化学平衡常数的含义,化学平衡的影响因素

专题：化学反应中的能量变化,化学平衡专题

分析：（1）依据燃烧热概念书写热化学方程式，结合盖斯定律计算得到所需让化学方程式；
（2）依据图表数据计算平衡常数，平衡常数随温度变化，依据M和H₂O物质的量之比为1：1反应计算，系数相同都为一次方，利用物质的量代替平衡浓度计算，平衡常数；利用浓度商计算和平衡常数比较分析平衡移动的方向；
（3）A、两种反应物，增加一种物质会提高另一种物质的转化率，本身转化率降低；
B、反应物系数比1：1，所以起始量相同时转化率相同；
C、起始量不同，消耗量按照化学方程式定量关系，转化率为消耗量除以起始量得到，所以起始量之比和转化率之比不一定相同；
D、依据平衡常数结合三段式列式计算分析判断．

解答： 解：（1）分析反应可知，M和水反应生成稳定氧化物N，依据原子守恒，
M燃烧热化学方程式，①M（g）+

1

2

O₂（g）=N（g）△H=-283kJ/mol
氢气燃烧热化学方程式②H₂（g）+

1

2

O₂（g）=H₂O（l）△H=-285.8kJ/mol
③H₂O（g）=H₂O（l），△H=-44kJ/mol，
由盖斯定律计算①-②+③M（g）+H₂O（g）?N（g）+H₂（g）△H=-41.2KJ/mol，
故答案为：M（g）+H₂O（g）?N（g）+H₂（g）△H=-41.2KJ/mol；
（2）起始量1：1，M和H₂O的转化率为0.5，则：
              M（g）+H₂O（g）?N（g）+H₂（g）
起始量（mol）  1       1       0     0
变化量（mol） 0.5      0.5     0.5    0.5
平衡量（mol） 0.5      0.5     0.5     0.5
平衡常数K=1
该温度下，向容器中充入1mol M、3mol H₂O、2mol N、1.5mol H₂，Qc=

2×1.5

1×3

=1=K，则起始时该反应速率v_正=V_逆，
故答案为：1；=；
（3）A、两种反应物，增加一种物质会提高另一种物质的转化率，本身转化率降低，增加H₂O（g）的量，M的转化率升高而H₂O（g）的转化率降低，故A正确；
B、反应物系数比1：1，所以起始量相同时转化率相同，若M与H₂O（g）的转化率相同时，二者的初始投入量一定相同，故B正确；
C、起始量不同，消耗量按照化学方程式定量关系，转化率为消耗量除以起始量得到，所以起始量之比和转化率之比不一定相同，和H₂O（g）初始物质的量之比不一定等于二者转化率之比，故C错误；
D、当M与H₂O（g）物质的之比为1：4时，平衡常数不变，设M消耗物质的量x；
             M（g）+H₂O（g）?N（g）+H₂（g）
起始量（mol）  1       4     0     0
变化量（mol）  x       x     x     x
平衡量（mol） 1-x     4-x    x     x

x2

(1-x)(4-x)

=1
x=0.8
M的转化率为80%，故D错误；
故答案为：AB．

点评：本题考查了热化学方程式书写方法，化学平衡常数的计算应用，平衡移动原理的分析判断是解题的关键，题目难度中等．