Question

为了减少CO对大气的污染，某研究性学习小组拟研究CO和H₂O反应转化为绿色能源H₂。已知：

2CO(g)+O₂(g)＝2CO₂(g)    △H＝－566kJ·moL^－1

2H₂(g)+O₂(g)＝2H₂O(g)    △H＝－483.6KJ·moL^－1

H₂O (g)＝H₂O(l)          △H＝－44.0KJ·moL^－1

（1）氢气的标准燃烧热△H＝            kJ·moL^－1

（2）写出CO和H₂O(g)作用生成CO₂和H₂的热化学方程式                  

（3）往 1L体积不变的容器中加入1.00mol CO和1.00mol H₂O(g)，在t℃时反应并达到平衡，若该反应的化学平衡常数K＝1，则t℃时CO 的转化率为        ；反应达到平衡后，升高温度，此时平衡常数将       （填“变大”、“不变”或“变小”），平衡将向         （填“正”或“逆”）方向移动。

（4）在CO和H₂O反应转化为绿色能源H₂中，为了提高CO的转化率，可采取的措施是         。

A．增大的CO浓度   B．增大的H₂O(g)浓度   C．使用催化剂    D．降低温度

 

Answer 1

【答案】

（共11分）（1）－285.8（2分）

（2）CO(g)+H₂O(g)＝CO₂(g)＋H₂(g) △H＝－41.2kJ/mol（3分）

   （3）50%（2分）；变小（1分）；逆（1分）   （4）BD（2分）

【解析】

试题分析：（1）通常条件下，1mol氢气完全燃烧生成液态水放出的热量为氢气的燃烧热。已知反应①2H₂(g)+O₂(g)＝2H₂O(g)  △H＝－483.6KJ·moL^－1、②H₂O (g)＝H₂O(l)  △H＝－44.0KJ·moL^－1，则根据盖斯定律可知，①×＋②即得到反应H₂(g)+O₂(g)＝H₂O(g)，所以该反应的△H＝－483.6KJ•moL^-1÷2＋－44.0KJ·moL^－1＝－285.8KJ•moL^-1，即氢气的标准燃烧热△H＝－285.8KJ•moL^-1。

（2）已知反应①2CO(g)+O₂(g)＝2CO₂(g)    △H＝－566kJ·moL^－1、②2H₂(g)+O₂(g)＝2H₂O(g)    △H＝－483.6KJ·moL^－1，则根据盖斯定律可知，（①－②）÷2即得到反应CO(g)+H₂O(g)＝CO₂(g)＋H₂(g) ，所以该反应的分液△H＝(－566kJ·moL^－1＋483.6KJ·moL^－1)÷2＝－41.2kJ/mol。（3）（3）令参加反应的CO的物质的量浓度为nmol/L，则：

                 CO(g)+H₂O(g)CO₂(g)＋H₂(g)

起始浓度（mol/L）1      1          0       0

转化浓度（mol/L）n      n          n       n

平衡浓度（mol/L）1－n   1－n       n       n

所以根据平衡常数可知K＝＝＝1

解得n＝0.5mol/L

所以t℃时CO的转化率为×100%＝50%

由（2）可知该反应正反应是放热反应，升高温度平衡向逆反应移动，平衡常数变小。

（4）A、增大的CO浓度，平衡向正反应移动，但CO的转化率降低，故A错误；B、增大的H₂O(g)浓度，平衡向正反应移动，但CO的转化率增大，故B正确；C、使用催化剂加快反应速率，平衡不移动，CO转化率不变，故C错误；D、降低温度平衡向正反应移动，但CO的转化率增大，故D正确，答案选BD。

考点：考查燃烧热计算、热化学方程式的书写；外界条件对平衡状态的影响；平衡常数的计算和应用等