Question

【題目】CO和H2可作為能源和化工原料，應用十分廣泛。

(1)已知：C(s)＋O2(g)===CO2(g)ΔH1＝－393.5 kJ·mol－1

2H2(g)＋O2(g)===2H2O(g)ΔH2＝－483.6 kJ·mol－1

C(s)＋H2O(g)===CO(g)＋H2(g)ΔH3＝131.3 kJ·mol－1

則反應CO(g)＋H2(g)＋O2(g)===H2O(g)＋CO2(g)的ΔH＝________kJ·mol－1。標準狀況下的煤氣(CO、H2)44.8 L與氧氣反應生成CO2和H2O，反應過程中轉移________mol電子。

(2)密閉容器中充有10 mol CO與20 mol H2，在催化劑作用下反應生成甲醇：

CO(g)＋2H2(g)CH3OH(g)；CO的平衡轉化率(α)與溫度、壓強的關系如圖所示。

①若A、B兩點表示在某時刻達到的平衡狀態，此時在B點時容器的體積為6 L，則該溫度下的平衡常數K＝________；此時在A點時容器的體積VA_______6 L(填“大于”“小于”或“等于”)。該反應為________(填“放熱反應”或“吸熱反應”)。

②若A、C兩點都表示達到的平衡狀態，則自反應開始到達平衡狀態所需的時間tA________tC(填“大于”“小于”或“等于”)。

Answer 1

【答案】 －524.8 4 大于 放熱 大于

【解析】(1)已知：①C(s)＋O2(g)===CO2(g)ΔH1＝－393.5 kJ·mol－1

②2H2(g)＋O2(g)===2H2O(g)ΔH2＝－483.6 kJ·mol－1

③C(s)＋H2O(g)===CO(g)＋H2(g)ΔH3＝131.3 kJ·mol－1

利用蓋斯定律，將①-③可得反應CO（g）+H2（g）+O2（g）═H2O（g）+CO2（g） △H=-393.5kJ·mol－1-131.3kJ·mol－1=-524.8kJ·mol－1；CO、H2與氧氣反應的方程式分別為：2CO+O2 2CO2；2H2+O2 2H2O，從方程式可以看出相同物質的量的CO、H2燃燒轉移的電子數目相等，標準狀況下CO、H244.8L與氧氣反應生成CO2和H2O轉移的電子的物質的量為==4mol；(2)）①根據圖象可以看出，B點時CO的轉化率為70%此時在B點時容器的體積為6 L，則平衡時各物質的量濃度為：c（CO）=3mol/6L=0.5mol·L－1；c（H2）=6mol/6L=1mol·L－1；c（CH3OH）=7mol/6L=7/6mol·L－1；所以平衡常數為=7/3； 從B點轉變為A點，CO的轉化率減小，平衡向逆向移動，應減小壓強，所以在A點時容器的體積大于6L。由圖升高溫度，CO的轉化率減小，平衡逆向移動，正反應為放熱反應；②升高溫度，反應速率增大，反應開始到達平衡狀態所需的時間要少，所以反應開始到達平衡狀態所需的時間tA大于tC。