Question

已知一氧化碳与水蒸气反应过程的能量变化如图所示：

（1）反应的热化学方程式为

 

．
（2）已知1molC完全转化为水煤气（CO、H₂混合物）时吸收热量131.5kJ，则1molC与CO₂反应生成CO的焓变是

 

．
（3）一氧化碳与水蒸气反应为可逆反应．该反应的化学平衡常数表达式为K=

 

．若升高温度K值（填“增大”；“减小”或“不变”）

 

．
（4）某温度下，将CO和H₂O各0.10mol充入体积为1L的容器中，能说明该反应达到化学平衡状态的是

 

（填字母）．
a．容器中压强不变
b．混合气体中c（CO）不变
c．v_正（H₂）=v_逆（H₂O）
d．c（CO₂）=c（CO）
（5）达到平衡后，测得c（CO₂）=0.080mol/L，则CO的转化率为

 

．

Answer 1

考点：热化学方程式,化学平衡状态的判断,化学平衡的计算

专题：基本概念与基本理论

分析：（1）图象分析判断反应物能量高于生成物的能量，反应是放热反应；根据图象中的焓变和热化学方程式的书写方法写出，注意物质的聚集状态；
（2）已知 1mol C 完全转化为水煤气时吸收热量 131.5kJ，写出热化学方程式，和一氧化碳和水反应的热化学方程式，根据盖斯定律计算得到；
（3）依据化学方程式书写平衡常数，反应是吸热反应，升温平衡逆向进行；
（4）反应达到平衡状态时，正逆反应速率相等，平衡时各种物质的物质的量、浓度等不再发生变化，可由此进行判断；
（5）先根据反应方程式计算参加反应的二氧化碳的物质的量，再根据转化率公式计算二氧化碳的转化率；

解答： 解：（1）图象分析判断反应物能量高于生成物的能量，反应是放热反应；反应的焓变为41KJ/mol；反应的热化学方程式为：CO（g）+H₂O（g）=CO₂（g）+H₂（g），△H=-41KJ/mol；
故答案为：CO（g）+H₂O（g）=CO₂（g）+H₂（g）；△H=-41KJ/mol；
（2）1mol C 完全转化为水煤气时吸收热量 131.5kJ，热化学方程式为：①C（S）+H₂O（g）=H₂（g）+CO（g）△H=131.5KJ/mol；
②CO（g）+H₂O（g）=CO₂（g）+H₂（g），△H=-41KJ/mol；
依据盖斯定律①-②得到：C（S）+CO₂（g）=2CO（g）△H=+172.5KJ/mol；
故答案为：+172.5kJ/mol；
（3）CO（g）+H₂O（g）═CO₂（g）+H₂（g）△H=-41kJ/mol，平衡常数K=

c(CO2)?c(H2)

c(CO)?c(H2O)

；反应是放热反应，升温平衡逆向进行，平衡常数减小；
故答案为：

c(CO2)?c(H2)

c(CO)?c(H2O)

；减小；
（4）反应达到平衡状态时，正逆反应速率相等，平衡时各种物质的物质的量、浓度等不再发生变化．
a．该反应反应前后气体计量数不变，无论该反应是否达到平衡状态，容器中压强始终不变，故a错误；            
b．混合气体中 c（CO）不变时能说明该反应达到平衡状态，故b正确；
c．反应的速率之比等于化学方程式计量数之比，υ_正（H₂）=υ_逆（H₂O），说明水的正逆反应速率相同，所以能说明反应达到平衡状态，故c正确；           
d．当c（CO₂）=c（CO）时，反应不一定达到平衡状态，与反应物的初始浓度和转化率有关，故d错误；
故答案为：b、c；      
（5）根据反应方程式CO₂（g）+H₂（g）?CO（g）+H₂O（g）知，参加反应的二氧化碳和一氧化碳的物质的量之比是1：1，生成一氧化碳的物质的量=0.0080mol/L×10L=0.08mol，所以消耗0.08mol二氧化碳，二氧化碳的转化率=

0.08mol

0.10mol

×100%；
故答案为：80%；

点评：本题考查了转化率的计算、平衡状态的判断等知识点，平衡状态的判断是高考的热点，明确反应前后气体体积不变的平衡状态的判断方法，题目难度中等．