Question

工業(yè)上利用CO和水蒸氣在一定條件下發(fā)生反應(yīng)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(yīng)過(guò)程中的能量變化．他們分別在體積均為V L的兩個(gè)恒溫恒容密閉容器中加入一定量的反應(yīng)物，使其在相同溫度下發(fā)生反應(yīng)．相關(guān)數(shù)據(jù)如下：

容器編號(hào)	起始時(shí)各物質(zhì)物質(zhì)的量/mol				達(dá)到平衡的時(shí)間/min	達(dá)平衡時(shí)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(yīng)過(guò)程中，反應(yīng)物分子化學(xué)鍵斷裂時(shí)所吸收的總能量

小于

（填“大于”、“小于”或“等于”）生成物分子化學(xué)鍵形成時(shí)所釋放的總能量．
（2）容器①中反應(yīng)達(dá)平衡時(shí)，CO的轉(zhuǎn)化率為

80

%．
（3）下列敘述正確的是

A

（填字母序號(hào)）．
A、平衡時(shí)，兩容器中H₂的體積分?jǐn)?shù)相等
B、容器②中反應(yīng)達(dá)平衡狀態(tài)時(shí)，Q＞65.6kJ
C、反應(yīng)開(kāi)始時(shí)，兩容器中反應(yīng)的化學(xué)反應(yīng)速率相等υ(H2O)=

4

Vt1

mol/(L?min)D、容器①中，化學(xué)反應(yīng)速率為
（4）已知：2H₂（g）+O₂（g）=2H₂O （g）△H=-484kJ/mol，寫(xiě)出CO完全燃燒生成CO₂的熱化學(xué)方程式：

2CO（g）+O₂（g）═2CO₂（g）△H=-566KJ/mol

．
（5）容器①中反應(yīng)進(jìn)行到t min時(shí)，測(cè)得混合氣體中CO₂的物質(zhì)的量為0.6mol．若用200ml、5mol/L的NaOH溶液將其完全吸收，反應(yīng)的離子方程式為（用一個(gè)離子方程式表示）

3CO₂+5OH^-=2CO₃^2-+HCO₃^-+2H₂O

．

Answer 1

分析：（1）依據(jù)化學(xué)反應(yīng)的能量守恒，結(jié)合熱化學(xué)方程式分析，反應(yīng)是放熱反應(yīng)，反應(yīng)物化學(xué)鍵斷裂時(shí)所吸收的總能量小于生成物分子化學(xué)鍵形成時(shí)釋放的總能量；
（2）根據(jù)反應(yīng)放出的熱量，結(jié)合反應(yīng)焓變計(jì)算反應(yīng)的一氧化碳物質(zhì)的量，依據(jù)化學(xué)平衡的三段式列式和轉(zhuǎn)化率概念計(jì)算；
（3）a、反應(yīng)前后氣體體積不變，同比例投入反應(yīng)物的起始量，平衡不動(dòng)；
b、反應(yīng)前后氣體體積不變，同比例投入反應(yīng)物的起始量，平衡不動(dòng)；反應(yīng)熱不變；
c、反應(yīng)②的濃度大于①，開(kāi)始時(shí)②反應(yīng)速率大；
d、依據(jù)三段式計(jì)算，利用反應(yīng)速率概念計(jì)算判斷；
（4）依據(jù)熱化學(xué)方程式和蓋斯定律計(jì)算得到；
（5）依據(jù)化學(xué)反應(yīng)的定量關(guān)系計(jì)算判斷產(chǎn)物：CO₂+2OH^-=CO₃^2-+H₂O；CO₂+OH^-=HCO₃^-；

解答：解：（1）依據(jù)圖表分析反應(yīng)是放熱反應(yīng)，反應(yīng)物化學(xué)鍵斷裂時(shí)所吸收的總能量小于生成物分子化學(xué)鍵形成時(shí)釋放的總能量；故答案為：小于；
（2）容器①中反應(yīng)達(dá)平衡時(shí)，CO（g）+H₂O（g）?CO₂（g）+H₂（g）△H=-41kJ/mol，反應(yīng)放出熱量為32.8 kJ；參加反應(yīng)的一氧化碳物質(zhì)的量=

32.8

41

mol=0.8mol；

              CO（g）+H₂O（g）?CO₂（g）+H₂（g）
起始量（mol） 1       4         0       0
變化量（mol） 0.8    0.8       0.8     0.8
平衡量（mol） 0.2   3.2        0.8      0.8
CO的轉(zhuǎn)化率=

0.8mol

1mol

×100%=80%；
故答案為：80；
（3）A、反應(yīng)前后氣體體積不變，同比例投入反應(yīng)物的起始量，平衡不動(dòng)；兩容器中H₂的體積分?jǐn)?shù)相等，故A正確；
B、反應(yīng)前后氣體體積不變，同比例投入反應(yīng)物的起始量，平衡不動(dòng)；反應(yīng)熱不變；故B錯(cuò)誤；
C、反應(yīng)②的濃度大于①，開(kāi)始時(shí)②反應(yīng)速率大；故C錯(cuò)誤；
D、依據(jù)三段式計(jì)算，利用反應(yīng)速率概念計(jì)算判斷；容器①中v（H₂O）=

0.8

vt1

mol/L?min；故D錯(cuò)誤；
故答案為：A
（4）①2H₂（g）+O₂（g）═2H₂O （g）△H=-484kJ/mol，
②CO（g）+H₂O（g）?CO₂（g）+H₂（g）△H=-41kJ/mol
依據(jù)蓋斯定律②×2+①得到：2CO（g）+O₂（g）═2CO₂（g）△H=-566KJ/mol；
故答案為：2CO（g）+O₂（g）═2CO₂（g）△H=-566KJ/mol；
（5）n（CO₂）=0，6mol；n（OH^-）=0.2ml×5mol/L=1mol；
CO₂+2OH^-=CO₃^2-+H₂O；CO₂+OH^-=HCO₃^-；
依據(jù)反應(yīng)n（CO₂）：n（OH^-）=0.6：1=3：5可知反應(yīng)生成產(chǎn)物有碳酸鈉和碳酸氫鈉，根據(jù)物質(zhì)的量之比，利用直平法得到離子方程式：3CO₂+5OH^-=2CO₃^2-+HCO₃^-+2H₂O；
故答案為：3CO₂+5OH^-=2CO₃^2-+HCO₃^-+2H₂O；

點(diǎn)評(píng)：本題考查了反應(yīng)能量守恒的分析判斷，化學(xué)平衡三段式計(jì)算方法，轉(zhuǎn)化率的計(jì)算應(yīng)用，平衡影響因素，平衡移動(dòng)原理的應(yīng)用，熱化學(xué)方程式的書(shū)寫(xiě)，反應(yīng)產(chǎn)物判斷的計(jì)算應(yīng)用，題目難度中等．