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(2014•蓟县一模)(一)为了减少CO对大气的污染,某研究性学习小组拟研究CO和H2O反应转化为绿色能源H2.已知:2CO(g)+O2(g)═2CO2(g);△H=566kJg•moL-12H2(g)+O2(g)═2H2O(g)△H=483.

题目详情
(2014•蓟县一模)(一)为了减少CO对大气的污染,某研究性学习小组拟研究CO和H2O反应转化为绿色能源H2.已知:
2CO(g)+O2(g)═2CO2(g);△H=566kJg•moL-1
2H2(g)+O2(g)═2H2O(g)△H=483.6kJ g•moL-1   
H2O(g)═H2O(I);△H=44.0kJg•moL-1
(1)氢气的燃烧热为______kJg•moL-1
(2)写出CO和H2O(g)作用生成CO2和H2的热化学方程式______.
(二)在一固定容积的密闭容器中进行着如下反应:CO2(g)+H2(g)⇌CO(g)+H2O(g)  其平衡常数K和温度t的关系如下:
t℃ 700 800 850 1000 1200
K 2.6 1.7 1.0 0.9 0.6
(1)K的表达式为:
K=
c(CO)•c(H2O)
c(CO2)•c(H2)
K=
c(CO)•c(H2O)
c(CO2)•c(H2)

(2)该反应的正反应为______反应(“吸热”或“放热”)
(3)能判断该反应是否已经达到化学平衡状态的是:______
A.容器中压强不变         B.混合气体中CO浓度不变
C.v(H2)正=v(H2O)逆   D.c(CO2)=c(CO)
(4)在850℃时,可逆反应:CO2(g)+H2(g)⇌CO(g)+H2O(g),在该容器内各物质的浓度变化如下:
时间/min CO2(mol/L) H2(mol/L) CO(mol/L) H2O(mol/L)
0 0.200 0.300 0 0
2 0.138 0.238 0.062 0.062
3 c1 c2 c3 c3
4 c1 c2 c3 c3
计算:3min-4min达到平衡时CO的平衡浓度c3和CO2(g)的转化率,要求写出简单的计算过程(c3精确到小数点后面三位数)
22
22-1
222-1
22-1
-1
222
222
t℃ 700 800 850 1000 1200
K 2.6 1.7 1.0 0.9 0.6
t℃ 700 800 850 1000 1200t℃70080085010001200 K 2.6 1.7 1.0 0.9 0.6K2.61.71.00.90.6
K=
c(CO)•c(H2O)
c(CO2)•c(H2)
c(CO)•c(H2O)
c(CO2)•c(H2)
c(CO)•c(H2O)
c(CO2)•c(H2)
c(CO)•c(H2O)c(CO)•c(H2O)H2O)H2O)2O)c(CO2)•c(H2)c(CO2)•c(H2)O2)•c(H2)O2)•c(H2)2)•c(H2)H2)H2)2)
K=
c(CO)•c(H2O)
c(CO2)•c(H2)
c(CO)•c(H2O)
c(CO2)•c(H2)
c(CO)•c(H2O)
c(CO2)•c(H2)
c(CO)•c(H2O)c(CO)•c(H2O)H2O)H2O)2O)c(CO2)•c(H2)c(CO2)•c(H2)O2)•c(H2)O2)•c(H2)2)•c(H2)H2)H2)2)



222
222
时间/min CO2(mol/L) H2(mol/L) CO(mol/L) H2O(mol/L)
0 0.200 0.300 0 0
2 0.138 0.238 0.062 0.062
3 c1 c2 c3 c3
4 c1 c2 c3 c3
时间/min CO2(mol/L) H2(mol/L) CO(mol/L) H2O(mol/L)时间/minCO2(mol/L)2H2(mol/L)2CO(mol/L)H2O(mol/L)2 0 0.200 0.300 0 000.2000.30000 2 0.138 0.238 0.062 0.06220.1380.2380.0620.062 3 c1 c2 c3 c33c11c22c33c33 4 c1 c2 c3 c34c11c22c33c33323
▼优质解答
答案和解析
(一)(1)由2H22(g)+O22(g)═2H22O(g)△H=-483.6KJ/mol、2H22O(g)═2H22O(l)△H=-88.0KJ/mol,即2mol氢气燃烧生成液态水,放出的热量为483.6kJ+88kJ=571.6kJ,
则1mol氢气燃烧生成液态水时放出的热量为285.8kJ,
故答案为:285.8;
(2)由①2CO(g)+O22(g)═2CO22(g)△H=-566KJ/mol、②2H22(g)+O22(g)═2H22O(g)△H=-483.6KJ/mol,
根据盖斯定律可知
①−②
2
得CO(g)+H2O(g)═CO2(g)+H2(g),△H=
−566kJ/mol−(−483.6kJ/mol)
2
=-41.2kJ/mol,
即热化学反应方程式为CO(g)+H2O(g)═CO2(g)+H2(g)△H=-41.2kJ/mol,
故答案为:CO(g)+H2O(g)═CO2(g)+H2(g)△H=-41.2kJ/mol;
(二)(1)平衡常数等于生成物的浓度幂之积除以反应物的浓度幂之积,所以K=
c(CO)•c(H2O)
c(CO2)•c(H2)

故答案为:
c(CO)•c(H2O)
c(CO2)•c(H2)

(2)温度越高,K值越小,说明升温平衡向逆反应方向移动,故正反应为放热反应,
故答案为:放热;
(3)A.因该反应为反应前后气体体积不变的反应,故容器中压强不变不能作为平衡状态的判据,故A错误;
B.混合气体中CO浓度不变,表明各组分的浓度不再变化,达到了平衡状态,故B正确;
C.v(H2=v(H2O),说明正逆反应速率相等,能作为平衡状态的判据,故C正确;
D.c(CO2)=c(CO)不能判断化学平衡状态,和起始量有关,故D错误;
故答案为:BC;
(4)
                 CO2(g)+H2(g)⇌CO(g)+H2O(g)
起始浓度/mol•L-1   0.2     0.3        0      0
变化浓度/mol•L-1:c3       c3         c3     c3
平衡浓度/mol•L-1:0.2-c3   0.3-c3      c3     c3
由题意知,850℃时,K=1.0,即
K=
c(CO)•c(H2O)
c(CO2)•c(H2)
=
c32
(0.2−c3)(0.3−c3)
=1.0,
解得  c3=0.12mol/L,
二氧化碳的转化率=
0.12mol/L
0.2mol/L
×100%=60%,
故答案为:0.12mol/L;60%.
①−②
2
①−②①−②①−②222得CO(g)+H22O(g)═CO22(g)+H22(g),△H=
−566kJ/mol−(−483.6kJ/mol)
2
=-41.2kJ/mol,
即热化学反应方程式为CO(g)+H2O(g)═CO2(g)+H2(g)△H=-41.2kJ/mol,
故答案为:CO(g)+H2O(g)═CO2(g)+H2(g)△H=-41.2kJ/mol;
(二)(1)平衡常数等于生成物的浓度幂之积除以反应物的浓度幂之积,所以K=
c(CO)•c(H2O)
c(CO2)•c(H2)

故答案为:
c(CO)•c(H2O)
c(CO2)•c(H2)

(2)温度越高,K值越小,说明升温平衡向逆反应方向移动,故正反应为放热反应,
故答案为:放热;
(3)A.因该反应为反应前后气体体积不变的反应,故容器中压强不变不能作为平衡状态的判据,故A错误;
B.混合气体中CO浓度不变,表明各组分的浓度不再变化,达到了平衡状态,故B正确;
C.v(H2=v(H2O),说明正逆反应速率相等,能作为平衡状态的判据,故C正确;
D.c(CO2)=c(CO)不能判断化学平衡状态,和起始量有关,故D错误;
故答案为:BC;
(4)
                 CO2(g)+H2(g)⇌CO(g)+H2O(g)
起始浓度/mol•L-1   0.2     0.3        0      0
变化浓度/mol•L-1:c3       c3         c3     c3
平衡浓度/mol•L-1:0.2-c3   0.3-c3      c3     c3
由题意知,850℃时,K=1.0,即
K=
c(CO)•c(H2O)
c(CO2)•c(H2)
=
c32
(0.2−c3)(0.3−c3)
=1.0,
解得  c3=0.12mol/L,
二氧化碳的转化率=
0.12mol/L
0.2mol/L
×100%=60%,
故答案为:0.12mol/L;60%.
−566kJ/mol−(−483.6kJ/mol)
2
−566kJ/mol−(−483.6kJ/mol)−566kJ/mol−(−483.6kJ/mol)−566kJ/mol−(−483.6kJ/mol)222=-41.2kJ/mol,
即热化学反应方程式为CO(g)+H22O(g)═CO22(g)+H22(g)△H=-41.2kJ/mol,
故答案为:CO(g)+H22O(g)═CO22(g)+H22(g)△H=-41.2kJ/mol;
(二)(1)平衡常数等于生成物的浓度幂之积除以反应物的浓度幂之积,所以K=
c(CO)•c(H2O)
c(CO2)•c(H2)

故答案为:
c(CO)•c(H2O)
c(CO2)•c(H2)

(2)温度越高,K值越小,说明升温平衡向逆反应方向移动,故正反应为放热反应,
故答案为:放热;
(3)A.因该反应为反应前后气体体积不变的反应,故容器中压强不变不能作为平衡状态的判据,故A错误;
B.混合气体中CO浓度不变,表明各组分的浓度不再变化,达到了平衡状态,故B正确;
C.v(H2=v(H2O),说明正逆反应速率相等,能作为平衡状态的判据,故C正确;
D.c(CO2)=c(CO)不能判断化学平衡状态,和起始量有关,故D错误;
故答案为:BC;
(4)
                 CO2(g)+H2(g)⇌CO(g)+H2O(g)
起始浓度/mol•L-1   0.2     0.3        0      0
变化浓度/mol•L-1:c3       c3         c3     c3
平衡浓度/mol•L-1:0.2-c3   0.3-c3      c3     c3
由题意知,850℃时,K=1.0,即
K=
c(CO)•c(H2O)
c(CO2)•c(H2)
=
c32
(0.2−c3)(0.3−c3)
=1.0,
解得  c3=0.12mol/L,
二氧化碳的转化率=
0.12mol/L
0.2mol/L
×100%=60%,
故答案为:0.12mol/L;60%.
c(CO)•c(H2O)
c(CO2)•c(H2)
c(CO)•c(H2O)c(CO)•c(H2O)c(CO)•c(H2O)2O)c(CO2)•c(H2)c(CO2)•c(H2)c(CO2)•c(H2)2)•c(H2)2),
故答案为:
c(CO)•c(H2O)
c(CO2)•c(H2)

(2)温度越高,K值越小,说明升温平衡向逆反应方向移动,故正反应为放热反应,
故答案为:放热;
(3)A.因该反应为反应前后气体体积不变的反应,故容器中压强不变不能作为平衡状态的判据,故A错误;
B.混合气体中CO浓度不变,表明各组分的浓度不再变化,达到了平衡状态,故B正确;
C.v(H2=v(H2O),说明正逆反应速率相等,能作为平衡状态的判据,故C正确;
D.c(CO2)=c(CO)不能判断化学平衡状态,和起始量有关,故D错误;
故答案为:BC;
(4)
                 CO2(g)+H2(g)⇌CO(g)+H2O(g)
起始浓度/mol•L-1   0.2     0.3        0      0
变化浓度/mol•L-1:c3       c3         c3     c3
平衡浓度/mol•L-1:0.2-c3   0.3-c3      c3     c3
由题意知,850℃时,K=1.0,即
K=
c(CO)•c(H2O)
c(CO2)•c(H2)
=
c32
(0.2−c3)(0.3−c3)
=1.0,
解得  c3=0.12mol/L,
二氧化碳的转化率=
0.12mol/L
0.2mol/L
×100%=60%,
故答案为:0.12mol/L;60%.
c(CO)•c(H2O)
c(CO2)•c(H2)
c(CO)•c(H2O)c(CO)•c(H2O)c(CO)•c(H2O)2O)c(CO2)•c(H2)c(CO2)•c(H2)c(CO2)•c(H2)2)•c(H2)2);
(2)温度越高,K值越小,说明升温平衡向逆反应方向移动,故正反应为放热反应,
故答案为:放热;
(3)A.因该反应为反应前后气体体积不变的反应,故容器中压强不变不能作为平衡状态的判据,故A错误;
B.混合气体中CO浓度不变,表明各组分的浓度不再变化,达到了平衡状态,故B正确;
C.v(H22)正=v(H22O)逆,说明正逆反应速率相等,能作为平衡状态的判据,故C正确;
D.c(CO22)=c(CO)不能判断化学平衡状态,和起始量有关,故D错误;
故答案为:BC;
(4)
                 CO22(g)+H22(g)⇌CO(g)+H22O(g)
起始浓度/mol•L-1-1   0.2     0.3        0      0
变化浓度/mol•L-1-1:c33       c33         c33     c33
平衡浓度/mol•L-1-1:0.2-c33   0.3-c33      c33     c33
由题意知,850℃时,K=1.0,即
K=
c(CO)•c(H2O)
c(CO2)•c(H2)
=
c32
(0.2−c3)(0.3−c3)
=1.0,
解得  c3=0.12mol/L,
二氧化碳的转化率=
0.12mol/L
0.2mol/L
×100%=60%,
故答案为:0.12mol/L;60%.
c(CO)•c(H2O)
c(CO2)•c(H2)
c(CO)•c(H2O)c(CO)•c(H2O)c(CO)•c(H2O)2O)c(CO2)•c(H2)c(CO2)•c(H2)c(CO2)•c(H2)2)•c(H2)2)=
c32
(0.2−c3)(0.3−c3)
=1.0,
解得  c3=0.12mol/L,
二氧化碳的转化率=
0.12mol/L
0.2mol/L
×100%=60%,
故答案为:0.12mol/L;60%.
c32
(0.2−c3)(0.3−c3)
c32c32c32322(0.2−c3)(0.3−c3)(0.2−c3)(0.3−c3)(0.2−c3)(0.3−c3)3)(0.3−c3)3)=1.0,
解得  c33=0.12mol/L,
二氧化碳的转化率=
0.12mol/L
0.2mol/L
×100%=60%,
故答案为:0.12mol/L;60%.
0.12mol/L
0.2mol/L
0.12mol/L0.12mol/L0.12mol/L0.2mol/L0.2mol/L0.2mol/L×100%=60%,
故答案为:0.12mol/L;60%.
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