Question

【題目】已知下列三種氣態物質之間的反應：

C2H2（g）＋H2（g）C2H4（g）①

2CH4（g）C2H4（g）＋2H2（g）②

已知在降低溫度時①式平衡向右移動，②式平衡向左移動，則下列三個反應：

C（s）＋2H2（g）＝CH4（g） ΔH＝－Q1kJ/mol

C（s）＋H2（g）＝C2H2（g） ΔH＝－Q2kJ/mol

C（s）＋H2（g）＝C2H4（g） ΔH＝－Q3kJ/mol

Q1、Q2、Q3均為正值，下列關系正確的是（ ）

A. Q1>Q3>Q2 B. Q1>Q2>Q3 C. Q2>Q1>Q3 D. Q3>Q1>Q2

Answer 1

【答案】A

【解析】試題分析：其它條件保持不變時，降溫能使平衡向吸熱方向移動，由題意可知，①②的正反應分別為放熱反應、吸熱反應，則①C2H2（g）＋H2（g）C2H4（g） ΔH < 0，②2CH4（g）C2H4（g）＋2H2（g） ΔH > 0，兩式相減可得：③C2H2（g）＋3 H2（g）2CH4（g） ΔH < 0，系數減半可得：C2H2（g）＋H2（g）CH4（g） ΔH < 0；先由C（s）＋2 H2（g）＝CH4（g） ΔH＝－Q1kJ/mol、C（s）＋H2（g）＝C2H2（g） ΔH＝－Q2kJ/mol兩式相減可得：C2H2（g）＋H2（g）CH4（g） ΔH = [（－Q1）－（－Q2）]kJ/mol < 0，則（－Q1）－（－Q2）< 0，解得：Q2 < Q1或Q1 > Q2；再由C（s）＋H2（g）＝C2H4（g） ΔH＝－Q3kJ/mol、C（s）＋H2（g）＝C2H2（g） ΔH＝－Q2kJ/mol兩式相減可得：C2H2（g）+H2（g）＝C2H4（g） ΔH＝[（－Q3）－（－Q2）]kJ/mol，系數加倍可得：C2H2（g）＋H2（g）C2H4（g） ΔH＝2[（－Q3）－（－Q2）]kJ/mol < 0，則2[（－Q3）－（－Q2）] < 0，解得：Q2< Q3或Q3> Q2；然后由C（s）＋H2（g）＝C2H4（g） ΔH＝－Q3kJ/mol、C（s）＋2 H2（g）＝CH4（g） ΔH＝－Q1kJ/mol兩式相減可得：CH4（g）＝H2（g）+C2H4（g） ΔH＝[（－Q3）－（－Q1）]kJ/mol，系數加倍可得：2CH4（g）C2H4（g）＋2H2（g） ΔH＝2[（－Q3）－（－Q1）]kJ/mol > 0，則2[（－Q3）－（－Q1）] > 0，解得：Q1> Q3；答案選A。