Question

【題目】（1）丙烷（C3H8）是一種價格低廉的常用燃料，其主要成分是碳和氫兩種元素，燃燒后只有二氧化碳和氣態水，不會對環境造成污染。已知1 g丙烷完全燃燒放出50.45 kJ的熱量。丙烷在室溫下燃燒的熱化學方程式為______________________。

（2）高爐冶鐵過程中，甲烷在催化反應室中產生水煤氣(CO和H2)還原氧化鐵，有關反應為：

CH4(g)＋CO2(g)===2CO(g)＋2H2(g) ΔH＝+260 kJ·mol－1

已知：2CO(g)＋O2(g)===2CO2(g) ΔH＝－566 kJ·mol－1

則CH4與O2反應生成CO和H2的熱化學方程式為__________________________；

（3）一定溫度下，將1 mol N2O4 充入一恒壓密閉容器中發生反應N2O4 (g) 2NO2 (g) ，下列示意圖正確且能說明反應達到平衡狀態的是___________。

（4）在密閉容器中充入A(g)和B(g)，它們的初始濃度均為2 mol·L－1，在一定條件下發生反應：A(g)＋B(g) 2C(g) ΔH。該T1溫度下，此反應的平衡常數為4，

①該反應的平衡常數的表達式為_________________。

②A的轉化率為___________。

③若升溫至T2時，此反應的平衡常數為1，判斷該反應ΔH_____0（填“>”或“<”）;若在T2時，投入A、B、C三種物質的濃度均為3 mol·L－1，此時v（正）____v（逆）。（填“>”、“<”或“=”）

Answer 1

【答案】 C3H8 （g）+5O2（g）=3CO2（g）+4H2O（g）ΔH＝- 2219.8 kJ·mol－1 2CH4（g）+ O2（g）=2CO（g）+4H2（g）ΔH＝- 46 kJ·mol－1 acd 50% < =

【解析】（1）1mol丙烷的質量為44g，已知1 g丙烷完全燃燒放出50.45 kJ的熱量，所以1mol丙烷完全燃燒生成氣態水能放出2219.8 kJ的熱量。因此，丙烷在室溫下燃燒的熱化學方程式為C3H8 （g）+5O2（g）=3CO2（g）+4H2O（g）ΔH＝- 2219.8 kJ·mol－1。

（2）①CH4(g)＋CO2(g)===2CO(g)＋2H2(g)　ΔH＝+260 kJ·mol－1，②2CO(g)＋O2(g)===2CO2(g) ΔH＝－566 kJ·mol－1，① 2+②得，2CH4（g）+ O2（g）=2CO（g）+4H2（g），所以ΔH＝（+260 kJ·mol－1）+（－566 kJ·mol－1）=- 46 kJ·mol－1，則CH4與O2反應生成CO和H2的熱化學方程式為2CH4（g）+ O2（g）=2CO（g）+4H2（g）ΔH＝- 46 kJ·mol－1；

（3）一定溫度下，將1 mol N2O4 充入一恒壓密閉容器中發生反應N2O4 (g) 2NO2 (g) ，正反應是一個氣體體積增大的反應 。在反應過程中，保持壓強不變，所以氣體的體積逐漸增大，而質量均不變，所以密度逐漸減小，達到化學平衡狀態后，密度就保持不變了；該反應的焓變與反應的限度無關，是恒量，不隨反應的進程變化；隨著反應的發生，正反應速率逐漸減小、逆反應速率逐漸增大，達到化學平衡狀態后，正反應速率和逆反應速率相等且保持不變；反應物的轉化率逐漸增大，達到化學平衡狀態后，轉化率達到最大值后保持不變。綜上所述，示意圖正確且能說明反應達到平衡狀態的是acd。

（4）在密閉容器中充入A(g)和B(g)，它們的初始濃度均為2 mol·L－1，在一定條件下發生反應：A(g)＋B(g) 2C(g) ΔH。該T1溫度下，此反應的平衡常數為4，

①該反應的平衡常數的表達式為。

②高A的轉化率為，則A和B的變化量均為2 mol·L－1，C的變化量為4 mol·L－1，A、B、C的平衡量分別為2（1- ）mol·L－1、2（1- ）mol·L－1、4 mol·L－1，由平衡常數K=，求出A的轉化率為50% 。

③若升溫至T2時，此反應的平衡常數為1，說明正反應是放熱反應，則可以判斷該反應ΔH<0；若在T2時，投入A、B、C三種物質的濃度均為3 mol·L－1，Qc=1=K，所以該可逆反應恰好處于平衡狀態，此時v（正）=v（逆）。