题目内容
工业上利用CO和水蒸气在一定条件下发生反应制取氢气:CO(g)+H2O(g)?CO2(g)+H2(g)△H=-41kJ/mol
某小组研究在同温度下反应过程中的能量变化.他们分别在体积均为V L的两个恒温恒容密闭容器中加入一定量的反应物,使其在相同温度下发生反应.数据如下:
CO(g)+H2O(g)?CO2(g)+H2(g)△H=-41kJ/mol
(1)该反应过程中,反应物分子化学键断裂时所吸收的总能量
(2)容器①中反应达平衡时,CO的转化率为
(3)计算容器②中反应的平衡常数K=
(4)下列叙述正确的是
a.平衡时,两容器中H2的体积分数相等
b.容器②中反应达平衡状态时,Q>65.6kJ
c.反应开始时,两容器中反应的化学反应速率相等
d.容器①中,反应的化学反应速率为:υ(H2O)=
mol/(L?min)
(5)已知:2H2(g)+O2(g)═2H2O (g)△H=-484kJ/mol,写出CO完全燃烧生成CO2的热化学方程式:
某小组研究在同温度下反应过程中的能量变化.他们分别在体积均为V L的两个恒温恒容密闭容器中加入一定量的反应物,使其在相同温度下发生反应.数据如下:
| 容器编号 | 起始时各物质物质的量/mol | 达到平衡的时间/min | 达平衡时体系能量的变化/kJ | ||||
| CO | H2O | CO2 | H2 | ||||
| ① | 1 | 4 | 0 | 0 | t1 | 放出热量:32.8 kJ | |
| ② | 2 | 8 | 0 | 0 | t2 | 放出热量:Q | |
(1)该反应过程中,反应物分子化学键断裂时所吸收的总能量
小于
小于
(填“大于”、“小于”或“等于”)生成物分子化学键形成时所释放的总能量.(2)容器①中反应达平衡时,CO的转化率为
80
80
%.(3)计算容器②中反应的平衡常数K=
1
1
.(4)下列叙述正确的是
a
a
(填字母序号).a.平衡时,两容器中H2的体积分数相等
b.容器②中反应达平衡状态时,Q>65.6kJ
c.反应开始时,两容器中反应的化学反应速率相等
d.容器①中,反应的化学反应速率为:υ(H2O)=
| 4 |
| Vt1 |
(5)已知:2H2(g)+O2(g)═2H2O (g)△H=-484kJ/mol,写出CO完全燃烧生成CO2的热化学方程式:
2CO(g)+O2(g)═2CO2(g)△H=-566KJ/mol
2CO(g)+O2(g)═2CO2(g)△H=-566KJ/mol
.分析:(1)依据化学反应的能量守恒,结合热化学方程式分析,反应是放热反应,反应物化学键断裂时所吸收的总能量小于生成物分子化学键形成时释放的总能量;
(2)根据反应放出的热量,结合反应焓变计算反应的一氧化碳物质的量,依据化学平衡的三段式列式和转化率概念计算;
(3)依据化学平衡的三段式列式计算平衡浓度,根据平衡常数概念计算;
(4)a、反应前后气体体积不变,同比例投入反应物的起始量,平衡不动;
b、反应前后气体体积不变,同比例投入反应物的起始量,平衡不动;反应热不变;
c、反应②的浓度大于①,开始时②反应速率大;
d、依据三段式计算,利用反应速率概念计算判断;
(5)依据热化学方程式和盖斯定律计算得到;
(2)根据反应放出的热量,结合反应焓变计算反应的一氧化碳物质的量,依据化学平衡的三段式列式和转化率概念计算;
(3)依据化学平衡的三段式列式计算平衡浓度,根据平衡常数概念计算;
(4)a、反应前后气体体积不变,同比例投入反应物的起始量,平衡不动;
b、反应前后气体体积不变,同比例投入反应物的起始量,平衡不动;反应热不变;
c、反应②的浓度大于①,开始时②反应速率大;
d、依据三段式计算,利用反应速率概念计算判断;
(5)依据热化学方程式和盖斯定律计算得到;
解答:解:(1)依据图表分析反应是放热反应,反应物化学键断裂时所吸收的总能量小于生成物分子化学键形成时释放的总能量;故答案为:小于;
(2)容器①中反应达平衡时,CO(g)+H2O(g)?CO2(g)+H2(g)△H=-41kJ/mol,反应放出热量为32.8 kJ;参加反应的一氧化碳物质的量=
mol=0.8mol;
CO(g)+H2O(g)?CO2(g)+H2(g)
起始量(mol) 1 4 0 0
变化量(mol) 0.8 0.8 0.8 0.8
平衡量(mol) 0.2 3.2 0.8 0.8
CO的转化率=
×100%=80%;
故答案为:80;
(3)容器②中反应放热Q,依据反应是气体体积不变的反应,CO为2mol,H2O物质的量为8mol,反应平衡后反应达到的平衡和容器①中的反应热相同,为32.8KJ;所以反应的一氧化碳物质的量为1.6mol,依据化学平衡的三段式列式计算:设容器体积为v
CO(g)+H2O(g)?CO2(g)+H2(g)
起始量(mol) 2 8 0 0
变化量(mol)1.6 1.6 1.6 1.6
平衡量(mol)0.4 6.4 1.6 1.6
平衡浓度为;C(CO)=
mol/L;C(H2O)=
mol/L;C(CO2)=
mol/L;C(H2)=
mol/L;
平衡常数K=
=
=1
故答案为:1
(4)a、反应前后气体体积不变,同比例投入反应物的起始量,平衡不动;两容器中H2的体积分数相等,故a正确;
b、反应前后气体体积不变,同比例投入反应物的起始量,平衡不动;反应热不变;故b错误;
c、反应②的浓度大于①,开始时②反应速率大;故c错误;
d、依据三段式计算,利用反应速率概念计算判断;容器①中v(H2O)=
mol/L?min;容器②中v(H2O)=
mol/L?min;依据题意t1=2t2,容器②中v(H2O)=
mol/L?min;故d错误;
故答案为:a
(5)①2H2(g)+O2(g)═2H2O (g)△H=-484kJ/mol,
②CO(g)+H2O(g)?CO2(g)+H2(g)△H=-41kJ/mol
依据盖斯定律②×2+①得到:2CO(g)+O2(g)═2CO2(g)△H=-566KJ/mol;
故答案为:2CO(g)+O2(g)═2CO2(g)△H=-566KJ/mol;
(2)容器①中反应达平衡时,CO(g)+H2O(g)?CO2(g)+H2(g)△H=-41kJ/mol,反应放出热量为32.8 kJ;参加反应的一氧化碳物质的量=
| 32.8 |
| 41 |
CO(g)+H2O(g)?CO2(g)+H2(g)
起始量(mol) 1 4 0 0
变化量(mol) 0.8 0.8 0.8 0.8
平衡量(mol) 0.2 3.2 0.8 0.8
CO的转化率=
| 0.8mol |
| 1mol |
故答案为:80;
(3)容器②中反应放热Q,依据反应是气体体积不变的反应,CO为2mol,H2O物质的量为8mol,反应平衡后反应达到的平衡和容器①中的反应热相同,为32.8KJ;所以反应的一氧化碳物质的量为1.6mol,依据化学平衡的三段式列式计算:设容器体积为v
CO(g)+H2O(g)?CO2(g)+H2(g)
起始量(mol) 2 8 0 0
变化量(mol)1.6 1.6 1.6 1.6
平衡量(mol)0.4 6.4 1.6 1.6
平衡浓度为;C(CO)=
| 0.4 |
| v |
| 6.4 |
| v |
| 1.6 |
| v |
| 1.6 |
| v |
平衡常数K=
| c(CO2) c(H2) |
| C(CO)C(H2O) |
| ||||
|
故答案为:1
(4)a、反应前后气体体积不变,同比例投入反应物的起始量,平衡不动;两容器中H2的体积分数相等,故a正确;
b、反应前后气体体积不变,同比例投入反应物的起始量,平衡不动;反应热不变;故b错误;
c、反应②的浓度大于①,开始时②反应速率大;故c错误;
d、依据三段式计算,利用反应速率概念计算判断;容器①中v(H2O)=
| 0.8 |
| vt1 |
| 1.6 |
| vt2 |
| 3.2 |
| vt1 |
故答案为:a
(5)①2H2(g)+O2(g)═2H2O (g)△H=-484kJ/mol,
②CO(g)+H2O(g)?CO2(g)+H2(g)△H=-41kJ/mol
依据盖斯定律②×2+①得到:2CO(g)+O2(g)═2CO2(g)△H=-566KJ/mol;
故答案为:2CO(g)+O2(g)═2CO2(g)△H=-566KJ/mol;
点评:本题考查了化学平衡的计算,热化学方程式的计算应用,盖斯定律的计算应用,反应速率的计算判断,转化率、平衡常数是常考考点,题目难度中等.
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