Question

（10分）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＝－41 kJ/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：

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         （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             %。

（3）计算容器②中反应的平衡常数K=                    。

（4）下列叙述正确的是              （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 > 65.6 kJ

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：v（H₂O）=4/Vt₁mol/（L·min）

（5）已知：2H₂（g）+O₂（g）==2H₂O（g）ΔH＝－484kJ/mol，

写出CO完全燃烧生成CO₂的热化学方程式：                  。

Answer

（1）小于；（2）80； （3）1； （4）a；（5） 2CO（g）＋O2 （g）﹦2CO2（g） △H＝－566 kJ/mol。

【解析】

试题分析：（1）此反应是放热反应，因此反应物断裂化学键时吸收的总能量小于生成物形成化学键时所释放的总能量；（2）消耗1molCO放出41kJ的热量，则放出32.8kJ的热量时消耗CO的物质的量为32.8/41mol=0.8mol，因此CO的转化率为0.8/1×100%=80%；（3）反应①达到平衡时，c（CO）=（1－0.8）/Vmol·L－1，c（H2O）=（4－0.8）/Vmol·L－1，c（CO2）=c（H2）=0.8/Vmol·L－1，平衡常数K=c（CO2）×c（H2）/[c（CO）×c（H2O）]=1，平衡常数只受温度的影响，温度不变，K不变，因此②的K=1；（4）a、反应前后气体系数之和相等，两个容器同温同容状态，因此属于等效平衡，两个容器中H2的体积分数相等，故正确；b、两个平衡是等效平衡，因此②中产生的热量为65.6kJ，故错误；c、开始时②中反应物的浓度大于①的，因此②的反应速率比①的快，故错误；d、反应速率是变化的浓度和时间的关系，则v（H2O）=（4－0.8）/Vt1 mol/（L·min），故错误；（5）CO（g）＋H2O（g） CO2（g）＋H2（g） ①，2H2 （g） + O2 （g） == 2H2O （g） ②，①＋1×②/2，得CO（g）＋1/2O2（g）=CO2（g） △H=－41－484×1/2kJ·mol－1=－283kJ·mol－1。

考点：考查反应热、热化学反应方程式的书写、化学平衡常数、化学平衡的计算等知识。