(14分)工業(yè)上利用CO和水蒸氣在一定條件下發(fā)生反應(yīng)制取氫氣:
CO(g)+H2O(g) CO2(g)+H2(g) △H=-41 kJ/mol
某小組研究在相同溫度下該反應(yīng)過程中的能量變化。他們分別在體積均為V L的兩個(gè)恒溫恒容密閉容器中加入一定量的反應(yīng)物,使其在相同溫度下發(fā)生反應(yīng)。相關(guān)數(shù)據(jù)如下:
容器編號(hào) |
起始時(shí)各物質(zhì)物質(zhì)的量/mol |
達(dá)到平衡的時(shí)間/min |
達(dá)平衡時(shí)體系能量的變化/kJ |
||||
CO |
H2O |
CO2 |
H2 |
||||
① |
1 |
4 |
0 |
0 |
t1 |
放出熱量:32.8 kJ |
|
② |
2 |
8 |
0 |
0 |
t2 |
放出熱量:Q |
|
(1)該反應(yīng)過程中,反應(yīng)物分子化學(xué)鍵斷裂時(shí)所吸收的總能量 (填“大于”、“小于”或“等于”)生成物分子化學(xué)鍵形成時(shí)所釋放的總能量。
(2)容器①中反應(yīng)達(dá)平衡時(shí),CO的轉(zhuǎn)化率為 %。
(3)計(jì)算容器②中反應(yīng)的平衡常數(shù)K= 。
(4)下列敘述正確的是 (填字母序號(hào))。
a.平衡時(shí),兩容器中H2的體積分?jǐn)?shù)相等
b.容器②中反應(yīng)達(dá)平衡狀態(tài)時(shí),Q > 65.6 kJ
c.反應(yīng)開始時(shí),兩容器中反應(yīng)的化學(xué)反應(yīng)速率相等
d.容器①中,反應(yīng)的化學(xué)反應(yīng)速率為:
(5)已知:2H2 (g) + O2 (g) ="=" 2H2O (g) ΔH=-484 kJ/mol,寫出CO完全燃燒生成CO2的熱化學(xué)方程式: 。
(6)容器①中反應(yīng)進(jìn)行到t min時(shí),測得混合氣體中CO2的物質(zhì)的量為0.6 mol。若用
200 mL 5 mol/L的NaOH溶液將其完全吸收,反應(yīng)的離子方程式為(用一個(gè)離子方程式表示) 。
(1)小于(答“<”不扣分) (2)80 (3)1 (4)a
(5)2CO(g) + O2(g) ="==" 2CO2(g) △H =" -566" kJ/mol
(6)3CO2 + 5OH- ="==" 2CO32- + HCO3- + 2H2O
【解析】
試題分析:(1)該反應(yīng)是放熱反應(yīng),反應(yīng)物分子化學(xué)鍵斷裂時(shí)所吸收的總能量小于生成物分子化學(xué)鍵形成時(shí)所釋放的總能量。
(2)容器①中反應(yīng)達(dá)平衡時(shí),放出熱量為32.8 kJ,因?yàn)?molCO完全轉(zhuǎn)化時(shí)放出熱量是41 kJ,說明轉(zhuǎn)化的CO為32.8/41=0.8,即CO的轉(zhuǎn)化率為80%。
(3)因?yàn)闇囟葲]有變化,容器②與容器①中反應(yīng)的平衡常數(shù)完全一樣,容器①中反應(yīng)的平衡常數(shù)為,即容器②中K=1。
(4)因?yàn)閮蓚€(gè)平衡的溫度相同,加入的量成比例,達(dá)到平衡時(shí)各物質(zhì)的量也成比例增加,兩容器中H2的體積分?jǐn)?shù)相等;容器②中反應(yīng)達(dá)平衡狀態(tài)時(shí),放出的熱量是容器①的2倍,Q ="65.6" kJ;容器②的濃度大,化學(xué)反應(yīng)速率要大;容器①中,反應(yīng)的化學(xué)反應(yīng)速率應(yīng)該是。
(5)CO(g)+H2O(g) CO2(g)+H2(g);△H=-41 kJ/mol為①,2H2 (g) + O2 (g) ="=" 2H2O (g);ΔH=-484 kJ/mol為②,①×2+②即可以達(dá)到方程式2CO(g) + O2(g) ="==" 2CO2(g);△H =" -566" kJ/mol。
(6)CO2的物質(zhì)的量為0.6 mol,1 mol的NaOH溶液與其完全反應(yīng),則產(chǎn)物有CO32-、 HCO3-。根據(jù)反應(yīng)物的物質(zhì)的量之比可以寫出方程式為3CO2 + 5OH- ="==" 2CO32- + HCO3- + 2H2O。
考點(diǎn):考查化學(xué)平衡狀態(tài)、平衡的移動(dòng)、速率的計(jì)算、化學(xué)平衡常數(shù)的計(jì)算、及熱化學(xué)方程式的書寫與計(jì)算。
點(diǎn)評(píng):本題以制取氫氣為載體,著重考查化學(xué)反應(yīng)速率、化學(xué)平衡及熱化學(xué)方程式等理論知識(shí),綜合性較強(qiáng),屬于難度較大的習(xí)題。
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科目:高中化學(xué) 來源: 題型:
容器 編號(hào) |
溫度 /℃ |
起始量/mol | 平衡量/mol | 達(dá)到平衡的時(shí)間/min | 達(dá)平衡時(shí)體系能量的變化/kJ | ||
CO | H2O | CO2 | H2 | ||||
① | 650 | 1 | 2 | 0.4 | 0.4 | 5 | 16.4kJ |
② | 650 | 2 | 4 | t1 | Q1 kJ | ||
③ | 900 | 2 | 4 | 1.6 | 1.6 | t2 | Q2 kJ |
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科目:高中化學(xué) 來源: 題型:
溫度/℃ | 1 000 | 1 150 | 1 300 |
平衡常數(shù) | 64.0 | 50.7 | 42.9 |
c3(CO3) |
c3(CO) |
c3(CO3) |
c3(CO) |
容器編號(hào) | 起始時(shí)各物質(zhì)物質(zhì)的量/mol | 達(dá)到平衡的時(shí)間/min | 達(dá)平衡時(shí)體系能量的變化/kJ | ||||
CO | H2O | CO2 | H2 | ||||
① | 1 | 4 | 0 | 0 | t1 | 放出熱量:32.8kJ | |
② | 2 | 8 | 0 | 0 | t2 | 放出熱量:Q |
4 |
Vt1 |
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科目:高中化學(xué) 來源: 題型:
容器編號(hào) | 起始時(shí)各物質(zhì)物質(zhì)的量/mol | 達(dá)到平衡的時(shí)間/min | 達(dá)平衡時(shí)體系能量的變化/kJ | ||||
CO | H2O | CO2 | H2 | ||||
① | 1 | 4 | 0 | 0 | t1 | 放出熱量:32.8 kJ | |
② | 2 | 8 | 0 | 0 | t2 | 放出熱量:Q |
4 |
Vt1 |
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科目:高中化學(xué) 來源: 題型:
容器編號(hào) | 起始時(shí)各物質(zhì)物質(zhì)的量/mol | 達(dá)到平衡的時(shí)間/min | 達(dá)平衡時(shí)體系能量的變化/kJ | ||||
CO | H2O | CO2 | H2 | ||||
① | 1 | 4 | 0 | 0 | t1 | 放出熱量:32.8 kJ | |
② | 2 | 8 | 0 | 0 | t2 | 放出熱量:Q |
4 |
Vt1 |
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科目:高中化學(xué) 來源: 題型:閱讀理解
容器編號(hào) | 起始時(shí)各物質(zhì)物質(zhì)的量/mol | 達(dá)到平衡的時(shí)間/min | 達(dá)平衡時(shí)體系能量的變化/kJ | ||||
CO | H2O | CO2 | H2 | ||||
① | 1 | 4 | 0 | 0 | t1 | 放出熱量:32.8 kJ | |
② | 2 | 8 | 0 | 0 | t2 | 放出熱量:Q |
4 |
Vt1 |
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