Question

【題目】工業上利用CO和水蒸氣在一定條件下發生反應制取氫氣：

CO(g)+H2O(g)CO2(g)+H2(g) △H=-41kJ /mol

某小組研究在相同溫度下該反應過程中的能量變化。他們分別在體積均為V L的兩個恒溫恒容密閉容器中加入一定量的反應物，使其在相同溫度下發生反應。相關數據如下：

容器 編號	起始時各物質物質的M/mol				達到平衡的時間/min	達平衡時體系能量 的變化/kJ
	CO	H2O	CO2	H2
①	1	4	0	0	t1	放出熱量: 32.8 kJ
②	2	8	0	0	t2	放出熱量:Q

（1）該反應過程中，反應物分子化學鍵斷裂時所吸收的總能量________(填“大于”、“小于”或“等于”）生成物分子化學鍵形成時所釋放的總能量。

（2）容器①中反應達平衡時，CO的轉化率為__________%。

（3）計算容器②中反應的平衡常數K=___________。

（4）下列敘述正確的是________(填字母序號)。

A．平衡時，兩容器中H2的體積分數相等

B．容器②中反應達平衡狀態時Q>65.6kJ

C．反應開始時，兩容器中反應的化學反應速率相等

D．平衡時兩容器中正反應速率相等

（5）容器①中反應進行到tmin時，測得混合氣體中CO2的物質的量為0.6 mol。若用200 mL 5 mol/L的NaOH溶液將其完全吸收，反應的離子方程式為（用一個離子方程式表示）____________。

Answer 1

【答案】（1）小于（2）80（3）1（4）A

（5）3CO2+5HO-＝2CO32-+HCO3-+2H2O

【解析】

試題分析：（1）該反應是放熱反應，反應物分子化學鍵斷裂時所吸收的總能量小于生成物分子化學鍵形成時所釋放的總能量。

（2）容器①中反應達平衡時，放出熱量為32.8 kJ，因為1mol CO完全轉化時放出熱量是41 kJ，說明轉化的CO為32.8/41=0.8，即CO的轉化率為80%。

（3）因為溫度沒有變化，容器②與容器①中反應的平衡常數完全一樣，容器①中反應的平衡常數為，即容器②中K=1。

（4）A、因為兩個平衡的溫度相同，加入的量成比例，達到平衡時各物質的量也成比例增加，兩容器中H2的體積分數相等，A正確；B、容器②中反應達平衡狀態時，放出的熱量是容器①的2倍，Q =65.6 kJ，B錯誤；C、容器②的濃度大，化學反應速率要大，C錯誤；D、濃度不同，反應速率不同，D錯誤，答案選A。

（5）CO2的物質的量為0.6 mol，氫氧化鈉的物質的量為1 mol，二者的物質的量之比是3：5，這說明產物有CO32-、HCO3-，因此根據反應物的物質的量之比可以寫出反應的化學方程式為3CO2＋5HO-＝2CO32-＋HCO3-＋2H2O。