Question

15．根据下列叙述写出相应的热化学方程式：

（1）已知16g固体硫完全燃烧时放出148.4kJ的热量，写出表示硫的燃烧的热化学方程式：S（s）+O₂（g）=SO₂（g）△H=-296.8kJ/mol．
（2）如图1是298K、101kPa时，N₂与H₂反应过程中能量变化的曲线图．该反应的热化学方程式N₂（g）+3H₂（g）?2NH₃（g）△H=-92kJ•mol^-1．
（3）水煤气是重要燃料和化工原料，可用水蒸气通过炽热的碳层制得：
C（s）+H₂O（g）?CO（g）+H₂（g）△H=+131.3kJ•mol^-1
①若某温度下，K值的大小为0.5，此时向体积为1L的密闭容器中加入1molH₂O（g）和足量C（s），H₂O（g）的平衡转化率为50%
②对于该反应，一定可以提高平衡体系中H₂的百分含量，又能加快反应速率的措施是a．
a．升高温度     b．增大水蒸气的浓度     c．加入催化剂    d．降低压强
③上述反应达到平衡后，移走体系中部分C（s），平衡不移动，将产生的CO全部移走，平衡向右移（以上两空选填“向左移”、“向右移”、“不移动”）．
④上述反应在t₀时刻达到平衡（如图2），若在t₁时刻改变某一条件，请在图2中继续画出t₁时刻之后正反应速率（ν_正）随时间的变化：
①增大容器体积（用实线表示）   ②升高温度（用虚线表示）

Answer 1

分析 （1）根据热化学方程式的书写方法可知，化学计量数与反应热成正比，并注意标明物质的聚集状态来解答；
（2）图象分析可知是1molN₂与和3molH₂完全反应生成2molNH₃，反应是放热反应，反应的焓变△H=508kJ/mol-600kJ/mol=-92kJ/mol，据此写出反应的热化学方程式；
（3）①化学平衡常数是指：一定温度下，可逆反应到达平衡时，生成物的浓度系数次幂之积与反应物的浓度系数次幂之积的比，固体、纯液体不需要在化学平衡常数中写出；设H₂O（g）的变化量为xmol，利用三行式确定平衡状态，根据平衡常数K=0.5，计算出x的值再确定H₂O（g）转化率；
②增加反应速率的措施有升高温度、增大压强、增大浓度、使用催化剂，而要增加平衡体系中H₂的百分含量，平衡需向正方向移动，结合勒夏特列原理判断各选项即可；
③平衡体系中改变固体的量，不影响反应速率，不影响平衡的移动；
④①增大容器体积，浓度减小，正反应速率立即减小；平衡右移，反应物浓度继续减小，据此分析正反应速率变化；
②升高温度，反应速率加快；平衡右移，反应物浓度继续减小，据此分析正反应速率变化．

解答 解：（1）16g固体硫完全燃烧时放出148.4kJ的热量，即1molS完全燃烧时放出放出296.8kj热量，则热化学方程式为：S（s）+O₂（g）=SO₂（g）△H=-296.8 kJ/mol，
故答案为：S（s）+O₂（g）=SO₂（g）△H=-296.8 kJ/mol；
（2）图象分析可知，图象中表示的是1molN₂与和3molH₂氧气完全反应生成2molNH₃，反应是放热反应，反应的焓变△H=508kJ/mol-600kJ/mol=-92kJ/mol，反应的热化学方程式为：N₂（g）+3H₂（g）?2NH₃（g）△H=-92 kJ•mol^-1 ，
故答案为：N₂（g）+3H₂（g）?2NH₃（g）△H=-92 kJ•mol^-1．
（3）①C （s）+H₂O（g）?CO （g）+H₂ （g）的平衡常数K=$\frac{c（CO）•c（{H}_{2}）}{c（{H}_{2}O）}$； 向体积为1L的密闭容器中加入1mol H₂O（g）和足量C（s），设H₂O（g）的变化量为xmol，则
                               C （s）+H₂O（g）?CO （g）+H₂ （g）
起始物质的量（mol）             1                 0             0
变化物质的量（mol）             x                 x            x
起始物质的量（mol）             1-x              x            x
K=c（CO）•c（H₂）/c（H₂O）=x•x/（1-x）=0.5，解得x=0.5，则H₂O（g）的转化率为$\frac{0.5mol}{1mol}$=50%，
故答案为：50%；
②a．升高温度反应速率增大且平衡正向移动，可以提高平衡体系中H₂的百分含量，故a正确；
b．增大水蒸气的浓度，反应速率增大，生成H₂的量增大，但可以平衡体系中H₂的百分含量降低，故b错误；
c．加入催化剂反应速率增大，平衡不移动，故c错误；
d．降低压强，平衡正向移动，可以提高平衡体系中H₂的百分含量，但反应速率降低，故d错误；故答案为：a；
③改变碳的量，不影响反应速率，不影响平衡的移动；将产生的CO全部移走，平衡右移．
故答案为：不移动；向右移；
④①增大容器体积，浓度减小，正反应速率立即减小；而增大容器体积后平衡右移，反应物浓度继续减小，故正反应速率在立即减小后会继续逐渐减小，故图象为：，故答案为：；
②升高温度，反应速率加快；而升高温度后平衡右移，反应物浓度继续减小，故正反应速率在立即增大后会逐渐减小，故图象为：，故答案为：．

点评 本题考查化学平衡影响因素、平衡常数及应用等，注意理解掌握平衡常数应用，难度中等．