Question

（1）汽車發動機工作時會引發N₂和0₂反應，其能量變化示意圖如圖，寫出該反應的熱化學方程式：

 

．

（2）已知CO和H₂的燃燒熱分別為283kJ/mol、285.8kJ/mol，H₂O（g）=H₂O（l）△H=-44kJ/mol，寫出CO與水蒸氣反應生成 CO₂和H₂的熱化學方程式

 

（3）某溫度下在容積固定的密閉容器中，反應CO（g）+H₂O（g）?CO₂（g）+H₂（g）達到平衡，起始所放反應物的物質的量之比與其轉化率如表：

n（CO）：n（H2O）	CO轉化率	H2O轉化率
1：1	0.5	0.5
1：2	0.67	0.335
1：3	0.75	0.25

①該反應的平衡常數為

 

．該溫度下，向容器中充入1molCO、3mol H₂O、2mol CO₂、1.5molH₂，則起始時該反應速率V_正

 

 V_逆（填“＞”、“＜”或“=”）
②結合表中數據判斷下列說法中正確的是

 

A．增加H₂O（g）的量，CO的轉化率升高而H₂O（g）的轉化率降低
B．若CO與H₂O（g）的轉化率相同時，二者的初始投入量一定相同
C．CO和H₂O（g）初始物質的量之比等于二者轉化率之比
D．當CO與H₂O（g）物質的之比為1：4時，M的轉化率為0.85．

Answer 1

考點：熱化學方程式,化學平衡建立的過程,化學平衡的影響因素

專題：基本概念與基本理論

分析：（1）根據能量變化圖計算反應熱，反應熱=吸收的能量-放出的能量，再根據熱化學反應方程式的書寫規則書寫；
（2）根據CO和H₂的燃燒熱寫出熱化學方程式，根據蓋斯定律來解答；
（3）①根據平衡常數K=

生成物平衡濃度冪之積

反應物平衡濃度冪之積

來書寫；計算出此溫度下的平衡常數K的數值，與濃度商Qc作比較，即得出V_正和V_逆的大小關系；
②A、通過表中的數據即可得出結論；
B、根據轉化率=

△n

n

來分析；
C、CO和H₂O（g）的轉化率之比等于計量數之比；
D、結合平衡常數進行計算．

解答： 解：：（1）該反應中的反應熱=（945+498）kJ/mol-2×630kJ/mol=+183kJ/mol，所以其熱化學反應方程式為：N₂（g）+O₂（g）=2NO（g）△H=+183 kJ?moL^-1，
故答案為：N₂（g）+O₂（g）=2NO（g）△H=+183 kJ?moL^-1；
（2）CO和H₂的燃燒熱分別為283kJ/mol、285.8kJ/mol，可寫出熱化學方程式：
CO（g）+

1

2

O₂（g）=CO₂（g）△H=-283kJ/mol   ①
H₂（g）+

1

2

O₂（g）=H₂O（l）△H=-285.8kJ/mol ②
又知   H₂O（g）=H₂O（l）△H=-44kJ/mol   ③
根據蓋斯定律可知：①-②+③可得：CO（g）+H₂O（g）=CO₂（g）+H₂（g）△H=（-283kJ/mol）-（-285.8kJ/mol）+（-44kJ/mol）=-41.2kJ/mol，
故答案為：CO（g）+H₂O（g）=CO₂（g）+H₂（g）△H=-41.2kJ/mol；  
（3）①平衡常數K=

C(CO2)?C(H2)

C(CO)?C(H2O)

； 化學平衡常數k只受溫度的影響，在此溫度下，當n（CO）：n（H₂O）=1：1時，平衡時CO（g）、H₂O（g）、CO₂（g）、H₂（g）的濃度相等，即化學平衡常數K=

C(CO2)?C(H2)

C(CO)?C(H2O)

=1，在該溫度下，向容器中充入1molCO、3mol H₂O、2mol CO₂、1.5molH₂時，濃度商Qc=

生成物濃度的冪之積

反應物濃度的冪之積

=1=K，即為平衡狀態，故V_正=V_逆，
故答案為：

C(CO2)?C(H2)

C(CO)?C(H2O)

；=；
②A、從表中數據可知增加H₂O（g）的量，CO的轉化率升高而H₂O（g）的轉化率降低，故A正確；
B、物質的轉化率=

△n

n

，而根據反應可知：△n（CO）：△n（H₂O）=計量數之比=1：1，故若CO與H₂O（g）的轉化率相同時，二者的初始投入量一定相同，B正確；
C、CO和H₂O（g）的轉化率之比等于計量數之比，與初始物質的量成反比，故C錯誤；
D、由計算可知，此溫度下反應的平衡常數K=1．設CO與H₂O（g）的初始物質的量濃度分別為1mol/L和4mol/L，達平衡時，CO的△C（CO）為Xmol/L，則根據三段式有：CO（g）+H₂O（g）?CO₂（g）+H₂（g）
初始：1mol/L       4mol/L          0mol/L        0mol/L
△C：Xmol/L       Xmol/L          Xmol/L        Xmol/L
 平衡：（1-X）mol/L    （4-X）mol/L     Xmol/L        Xmol/L
根據平衡常數K=

生成物平衡濃度冪之積

反應物平衡濃度冪之積

=

Xmol/L     ×   Xmol/L

(1-X)mol/L   × (4-X)mol/L

=1，解得：X=0.8mo/L，故 CO的轉化率=

0.8mo/L

1mol/L

×100%=80%，故D錯誤．
故選AB．

點評：本題綜合考查了熱化學方程式的書寫、蓋斯定律的應用以及化學平衡常數的計算，綜合性較強，難度較大．