Question

1．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）表示氢气燃烧热的化学方程式中△H=-285.8kJ•moL^-1；
（2）写出CO和H₂O（g）作用生成CO₂和H₂的热化学方程式CO（g）+H₂O（g）=CO₂（g）+H₂ （g）△H=-41.2kJ•moL^-1．
（3）往 1L体积不变的容器中加入0.200mol 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（方程式中各物质前化学计量数为最简比），则t℃时CO的转化率为83.3%；反应达到平衡后，升高温度，此时平衡常数将变小（填“变大”、“不变”或“变小”），平衡将向逆 （填“正”或“逆”）方向移动．

Answer 1

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．利用盖斯定律，根据已知热化学方程式乘以合适的系数进行相应加减构造目标热化学方程式，反应热也乘以相应的系数进行相应的加减，据此书写判断；
（2）利用盖斯定律，根据已知热化学方程式乘以合适的系数进行相应加减构造目标热化学方程式，反应热也乘以相应的系数进行相应的加减；
（3）根据化学平衡的三段法计算、平衡常数的计算来分析，平衡常数受温度的影响，据此分析解答．

解答 解：（1）已知：①2H₂（g）+O₂（g）=2H₂O（g）△H=-483.6KJ•moL^-1
②H₂O （g）=H₂O（l）△H=-44.0KJ•moL^-1
根据盖斯定律，①×$\frac{1}{2}$+②得H₂（g）+$\frac{1}{2}$O₂（g）=H₂O（l）△H=$\frac{1}{2}$×（-483.6KJ•moL^-1）+（-44.0KJ•moL^-1）=-285.8KJ•moL^-1；
故答案为：-285.8kJ•moL^-1；
（2）已知：①2CO（g）+O₂（g）=2CO₂（g）△H=-566kJ•moL^-1
②2H₂（g）+O₂（g）=2H₂O（g）△H=-483.6KJ•moL^-1
根据盖斯定律，①-②得2CO（g）+2H₂O（g）=2H₂（g）+2CO₂（g）△H=-566kJ•moL^-1-（-483.6KJ•moL^-1）=-82.4KJ•moL^-1．
即CO（g）+H₂O（g）=H₂（g）+CO₂（g）△H=-41.2KJ•moL^-1．
故答案为：CO（g）+H₂O（g）=H₂（g）+CO₂（g）△H=-41.2KJ•moL^-1；
（3）CO（g）+H₂O（g）═CO₂（g）+H₂（g）
开始   0.2           1               0              0
转化    x             x               x               x
平衡 0.2-x        1-x              x              x
t℃时反应并达到平衡，若该反应的化学平衡常数K=1，则$\frac{x×x}{（0.2-x）×（1-x）}$=1，
解得x=$\frac{1}{6}$，所以CO的转化率为$\frac{\frac{1}{6}}{0.2}$×100%=83.3%，
该反应为放热反应，升高温度，平衡逆向移动，平衡常数减小，
故答案为：83.3%；变小；逆．

点评 本题考查燃烧热概念、热化学方程式书写与计算、化学平衡的计算及移动，是对知识的综合应用，题目难度中等，注意理解把握燃烧热的概念．