Question

【題目】現有反應CO（g）＋H2O（g）CO2（g）＋H2（g） ΔH<0，在850℃時，K＝1。

（1）850℃時，若向一容積可變的密閉容器中同時充入1.0 mol CO，3.0 mol H2O，1.0 mol CO2和x mol H2，則：

①當x＝5.0時，上述平衡向________（填“正反應”或“逆反應”）方向移動。

②若要使上述反應開始時向正反應方向進行，則x應滿足的條件是________。

（2） 已知在一定溫度下：

C（s）＋CO2（g）2CO（g）平衡常數K1；

C（s）＋H2O（g）CO（g）＋H2（g）平衡常數K2；

CO（g）＋H2O（g）H2（g）＋CO2（g）平衡常數K；

則K1、K2 、K之間的關系是___________。

（3）某催化反應室中發生的反應為：

CH4（g）＋H2O（g）=CO（g）＋3H2（g） ΔH1＝＋216 kJ·mol－1

CH4（g）＋CO2（g）=2CO（g）＋2H2（g） ΔH2

已知CO（g）＋H2O（g）=CO2（g）＋H2（g） ΔH3＝－44 kJ·mol－1，則ΔH2＝_________。

（4）某實驗小組對H2O2的分解做了如下探究。下表是該實驗小組研究影響H2O2分解速率的因素時記錄的一組數據，將質量相同但狀態不同的MnO2分別加入盛有15 ml 5%的H2O2溶液的大試管中，并用帶火星的木條測試，結果如下：

MnO2	觸摸試管情況	觀察結果	反應完成所需的時間
粉末狀	很燙	劇烈反應，帶火星的木條復燃	3.5 min
塊狀	微熱	反應較慢，火星紅亮但木條未復燃	30 min

①寫出大試管中發生反應的化學方程式： ，該反應是 反應（填放熱或吸熱）。

②實驗結果表明，催化劑的催化效果與 有關。

Answer 1

【答案】（1）①逆反應②0≤x＜3（2）K=K2/K1（3）＋260kJ·mol－1

（4）①2H2O22H2O+O2↑ 放熱②催化劑的狀態或催化劑的接觸面積

【解析】

試題分析：（1）①此時的濃度商Qc==1.67，大于平衡常數1，故平衡向逆反應方向移動；

②平衡向正反應方向移動，濃度商小于平衡常數，即＜1，解得x＜3，所以0≤x＜3；

（2）反應①C（s）+CO2（g）2CO（g）平衡常數K1=；

反應②C（s）+H2O（g）CO（g）+H2（g）平衡常數K2=；

反應③CO（g）+H2O（g）H2（g）+CO2（g） 平衡常數K=；

所以：K2/K==K1，即K=K2/K1

（3）已知：CH4（g）＋H2O（g）=CO（g）＋3H2（g） ΔH1＝＋216 kJ·mol－1，CH4（g）＋CO2（g）=2CO（g）＋2H2（g） ΔH2，則CO（g）＋H2O（g）=CO2（g）＋H2（g） ΔH3＝ΔH1-ΔH2=－44 kJ·mol－1，則ΔH2＝＋260 kJ·mol－1；

（4）①H2O2在二氧化錳作用下發生反應的化學反應方程式為：2H2O22H2O+O2↑，根據觸摸試管的感覺可知，該反應為放熱反應；②因在其他條件相同時，粉末狀二氧化錳比塊狀二氧化錳反應所需時間短，說明催化劑接觸面積對反應速率有影響。