问题描述:
(2014•蓟县一模)(一)为了减少CO对大气的污染,某研究性学习小组拟研究CO和H
2O反应转化为绿色能源H
2.已知:2CO(g)+O
2(g)═2CO
2(g);△H=566kJg•moL
-12H
2(g)+O
2(g)═2H
2O(g)△H=483.6kJ g•moL
-1 H
2O(g)═H
2O(I);△H=44.0kJg•moL
-1(1)氢气的燃烧热为______kJg•moL
-1(2)写出CO和H
2O(g)作用生成CO
2和H
2的热化学方程式______.(二)在一固定容积的密闭容器中进行着如下反应:CO
2(g)+H
2(g)⇌CO(g)+H
2O(g) 其平衡常数K和温度t的关系如下:
| t℃ | 700 | 800 | 850 | 1000 | 1200 |
| K | 2.6 | 1.7 | 1.0 | 0.9 | 0.6 |
(1)K的表达式为:K=
,K=
,;(2)该反应的正反应为______反应(“吸热”或“放热”)(3)能判断该反应是否已经达到化学平衡状态的是:______A.容器中压强不变 B.混合气体中CO浓度不变C.v(H
2)正=v(H
2O)逆 D.c(CO
2)=c(CO)(4)在850℃时,可逆反应:CO
2(g)+H
2(g)⇌CO(g)+H
2O(g),在该容器内各物质的浓度变化如下:
| 时间/min | CO2(mol/L) | H2(mol/L) | CO(mol/L) | H2O(mol/L) |
| 0 | 0.200 | 0.300 | 0 | 0 |
| 2 | 0.138 | 0.238 | 0.062 | 0.062 |
| 3 | c1 | c2 | c3 | c3 |
| 4 | c1 | c2 | c3 | c3 |
计算:3min-4min达到平衡时CO的平衡浓度c
3和CO
2(g)的转化率,要求写出简单的计算过程(c
3精确到小数点后面三位数)
最佳答案: (一)(1)由2H2(g)+O2(g)═2H2O(g)△H=-483.6KJ/mol、2H2O(g)═2H2O(l)△H=-88.0KJ/mol,即2mol氢气燃烧生成液态水,放出的热量为483.6kJ+88kJ=571.6kJ,则1mol氢气燃烧生成液态水时放出的热量为285.8kJ,故答案为:285.8;(2)由①2CO(g)+O2(g)═2CO2(g)△H=-566KJ/mol、②2H2(g)+O2(g)═2H2O(g)△H=-483.6KJ/mol,根据盖斯定律可知
得CO(g)+H2O(g)═CO2(g)+H2(g),△H=
| −566kJ/mol−(−483.6kJ/mol) |
| 2 |
=-41.2kJ/mol,即热化学反应方程式为CO(g)+H2O(g)═CO2(g)+H2(g)△H=-41.2kJ/mol,故答案为:CO(g)+H2O(g)═CO2(g)+H2(g)△H=-41.2kJ/mol;(二)(1)平衡常数等于生成物的浓度幂之积除以反应物的浓度幂之积,所以K=
,故答案为:
;(2)温度越高,K值越小,说明升温平衡向逆反应方向移动,故正反应为放热反应,故答案为:放热;(3)A.因该反应为反应前后气体体积不变的反应,故容器中压强不变不能作为平衡状态的判据,故A错误;B.混合气体中CO浓度不变,表明各组分的浓度不再变化,达到了平衡状态,故B正确;C.v(H2)正=v(H2O)逆,说明正逆反应速率相等,能作为平衡状态的判据,故C正确;D.c(CO2)=c(CO)不能判断化学平衡状态,和起始量有关,故D错误;故答案为:BC;(4) CO2(g)+H2(g)⇌CO(g)+H2O(g)起始浓度/mol•L-1 0.2 0.3 0 0变化浓度/mol•L-1:c3 c3 c3 c3平衡浓度/mol•L-1:0.2-c3 0.3-c3 c3 c3由题意知,850℃时,K=1.0,即K=
=
=1.0,解得 c3=0.12mol/L,二氧化碳的转化率=
×100%=60%,故答案为:0.12mol/L;60%.