Question

已知熱化學方程式
①2CO（g）+O₂（g）=2CO₂（g）；△H=-566kJ/mol，
②2H₂（g）+O₂（g）=2H₂O（l）；△H=-571.6kJ/mol
③H₂O（l）=H₂O （g）；△H=+44kJ/mol
（1）計算熱化學方程式CO（g）+H₂O（g）?H₂（g）+CO₂（g）的反應熱△H=

 

．
（2）已知方程式CO（g）+H₂O（g）?H₂（g）+CO₂（g）反應的平衡常數和溫度的關系如下：

溫度（℃）	800	830	1000	1200
平衡常數	1.10	1.00	0.64	0.40

在1000℃時，向2L的密閉容器中充入0.2mol的CO和0.2mol的H₂O（g），如反應到第5s時c （CO）=0.07mol/L，此時氫氣的平均反應速率為

 

，若經過一段時間后，達到平衡，則此時容器中氣體總的物質的量為

 

mol．
（3）恒容條件下，下列措施能使 n（H₂）/n（CO）增大的是：

 

．（填正確選項的字母）
a．降低溫度   b．充入氬氣   c．再充入0.2mol的CO和0.4mol的H₂O（g）    d．加入催化劑
（4）1200℃時反應H₂（g）+CO₂（g）?CO（g）+H₂O（g）的平衡常數的值為

 

（5）如圖是1000℃，在2L的密閉容器中充入0.2mol的CO和0.2mol的H₂O（g），CO轉化率隨反應時間（t）的變化曲線，請在圖中補畫出該反應在830℃時CO轉化率隨反應時間（t）的變化曲線．

Answer 1

考點：轉化率隨溫度、壓強的變化曲線,熱化學方程式,化學平衡的計算

專題：化學平衡專題

分析：（1）根據蓋斯定律及題干熱化學方程式計算出CO（g）+H₂O（g）?H₂（g）+CO₂（g）的反應熱△H；
（2）先計算出5s內CO的平均反應速率，然后根據化學計量數關系計算出氫氣的平均反應速率；由于該反應是氣體體積不變的反應，則反應前后氣體的總物質的量不變；
（3）根據化學平衡的影響因素對各選項進行判斷；
（4）可逆反應的正反應與逆反應的化學平衡常數成倒數關系；
（5）先計算出830℃時CO轉化率，然后在圖中補畫出該反應在830℃時CO轉化率隨反應時間（t）的變化曲線．

解答： 解：（1）①2CO（g）+O₂（g）=2CO₂（g）；△H=-566kJ/mol，
②2H₂（g）+O₂（g）=2H₂O（l）；△H=-571.6kJ/mol，
③H₂O（l）=H₂O （g）；△H=+44kJ/mol
根據蓋斯定律，（①-②）×

1

2

-③熱化學方程式CO（g）+H₂O（g）?H₂（g）+CO₂（g）的反應熱△H=（-566kJ/mol-571.6kJ/mol）×

1

2

-（+44kJ/mol）=-612.8kJ/mol，
故答案為：-612.8kJ/mol；
（2）在1000℃時，向2L的密閉容器中充入0.2mol的CO和0.2mol的H₂O（g），反應前一氧化碳的濃度為：c（CO）=

0.2mol

2L

=0.1mol/L，如反應到第5s時c（CO）=0.07mol/L，則反應消耗的CO的濃度為：0.1mol/L-0.07mol/L=0.03mol/L，此時CO的平均反應速率為：v（CO）=

0.03mol/L

5s

=0.006mol/L（L?s），氫氣與CO的化學計量數相同，則v（H₂）=v（CO）=0.006mol/L（L?s）；
由于該反應前后氣體的體積相等，則反應前后氣體的總物質的量相等，即反應后氣體的總物質的量為：0.2mol+0.2mol=0.4mol，
故答案為：0.006mol/L（L?s）；0.4；
（3）a．該反應為放熱反應，降低溫度，化學平衡向著正向移動，氫氣的物質的量增大，二氧化碳的物質的量減小，則n（H₂）/n（CO）的比值增大，故a正確；   
b．充入氬氣，反應體系中各組分的濃度不變，則化學平衡不一定，n（H₂）/n（CO）的比值不變，故b錯誤；   
c．再充入0.2mol的CO和0.4mol的H₂O（g），由于該反應是氣體體積不變的反應，壓強不影響平衡，但是由于加入的水蒸氣的物質的量增大，CO的轉化率增大，則反應達到平衡時CO的濃度減小，氫氣的濃度增大，則n（H₂）/n（CO）的比值增大，故c正確；    
d．加入催化劑，化學平衡不一定，則n（H₂）/n（CO）的比值不變，故d錯誤；
故選ac；
（4）1200℃時，CO（g）+H₂O（g）?H₂（g）+CO₂（g）的平衡常數為0.4，則反應H₂（g）+CO₂（g）?CO（g）+H₂O（g）的平衡常數的值為：

1

0.4

=2.5，
故答案為：2.5；
（5）根據表中數據可知，830℃時方程式CO（g）+H₂O（g）?H₂（g）+CO₂（g）的化學平衡常數為1.00，設達到平衡時CO的轉化率為x，反應前一氧化氮、水蒸氣的濃度都是0.1mol/L，則：CO（g）+H₂O（g）?H₂（g）+CO₂（g）
反應前濃度（mol/L）：0.1      0.1      0       0
反應中濃度變化（mol/L）：0.1x      0.1x     0.1x    0.1x
平衡時濃度（mol/L）：0.1-0.1x   0.1-0.1x  0.1x    0.1x
該反應的化學平衡常數為：K=

(0.1x)×(0.1x)

(0.1-0.1x)×(0.1-0.1x)

=1，
解得：x=0.5，即830℃時一氧化碳的轉化率為50%，則該反應在830℃時CO轉化率隨反應時間（t）的變化曲線為：

故答案為：
．

點評：本題考查了熱化學方程式的書寫、化學平衡、化學反應速率的計算等知識，題目難度中等，注意掌握化學平衡、化學反應速率的影響因素及計算方法，明確熱化學方程式的書寫原則，能夠根據蓋斯定律書寫目標反應的熱化學方程式．