Question

為了減少CO對大氣的污染，某研究性學(xué)習(xí)小組擬研究CO和H₂O反應(yīng)轉(zhuǎn)化為綠色能源H₂。已知：

2CO(g)+O₂(g)＝2CO₂(g)    △H＝－566kJ·moL^－1

2H₂(g)+O₂(g)＝2H₂O(g)    △H＝－483.6KJ·moL^－1

H₂O (g)＝H₂O(l)          △H＝－44.0KJ·moL^－1

（1）氫氣的標(biāo)準(zhǔn)燃燒熱△H＝            kJ·moL^－1

（2）寫出CO和H₂O(g)作用生成CO₂和H₂的熱化學(xué)方程式                  

（3）往 1L體積不變的容器中加入1.00mol CO和1.00mol H₂O(g)，在t℃時(shí)反應(yīng)并達(dá)到平衡，若該反應(yīng)的化學(xué)平衡常數(shù)K＝1，則t℃時(shí)CO 的轉(zhuǎn)化率為        ；反應(yīng)達(dá)到平衡后，升高溫度，此時(shí)平衡常數(shù)將       （填“變大”、“不變”或“變小”），平衡將向         （填“正”或“逆”）方向移動(dòng)。

（4）在CO和H₂O反應(yīng)轉(zhuǎn)化為綠色能源H₂中，為了提高CO的轉(zhuǎn)化率，可采取的措施是         。

A．增大的CO濃度   B．增大的H₂O(g)濃度   C．使用催化劑    D．降低溫度

 

Answer 1

【答案】

（共11分）（1）－285.8（2分）

（2）CO(g)+H₂O(g)＝CO₂(g)＋H₂(g) △H＝－41.2kJ/mol（3分）

   （3）50%（2分）；變�。�1分）；逆（1分）   （4）BD（2分）

【解析】

試題分析：（1）通常條件下，1mol氫氣完全燃燒生成液態(tài)水放出的熱量為氫氣的燃燒熱。已知反應(yīng)①2H₂(g)+O₂(g)＝2H₂O(g)  △H＝－483.6KJ·moL^－1、②H₂O (g)＝H₂O(l)  △H＝－44.0KJ·moL^－1，則根據(jù)蓋斯定律可知，①×＋②即得到反應(yīng)H₂(g)+O₂(g)＝H₂O(g)，所以該反應(yīng)的△H＝－483.6KJ•moL^-1÷2＋－44.0KJ·moL^－1＝－285.8KJ•moL^-1，即氫氣的標(biāo)準(zhǔn)燃燒熱△H＝－285.8KJ•moL^-1。

（2）已知反應(yīng)①2CO(g)+O₂(g)＝2CO₂(g)    △H＝－566kJ·moL^－1、②2H₂(g)+O₂(g)＝2H₂O(g)    △H＝－483.6KJ·moL^－1，則根據(jù)蓋斯定律可知，（①－②）÷2即得到反應(yīng)CO(g)+H₂O(g)＝CO₂(g)＋H₂(g) ，所以該反應(yīng)的分液△H＝(－566kJ·moL^－1＋483.6KJ·moL^－1)÷2＝－41.2kJ/mol。（3）（3）令參加反應(yīng)的CO的物質(zhì)的量濃度為nmol/L，則：

                 CO(g)+H₂O(g)CO₂(g)＋H₂(g)

起始濃度（mol/L）1      1          0       0

轉(zhuǎn)化濃度（mol/L）n      n          n       n

平衡濃度（mol/L）1－n   1－n       n       n

所以根據(jù)平衡常數(shù)可知K＝＝＝1

解得n＝0.5mol/L

所以t℃時(shí)CO的轉(zhuǎn)化率為×100%＝50%

由（2）可知該反應(yīng)正反應(yīng)是放熱反應(yīng)，升高溫度平衡向逆反應(yīng)移動(dòng)，平衡常數(shù)變小。

（4）A、增大的CO濃度，平衡向正反應(yīng)移動(dòng)，但CO的轉(zhuǎn)化率降低，故A錯(cuò)誤；B、增大的H₂O(g)濃度，平衡向正反應(yīng)移動(dòng)，但CO的轉(zhuǎn)化率增大，故B正確；C、使用催化劑加快反應(yīng)速率，平衡不移動(dòng)，CO轉(zhuǎn)化率不變，故C錯(cuò)誤；D、降低溫度平衡向正反應(yīng)移動(dòng)，但CO的轉(zhuǎn)化率增大，故D正確，答案選BD。

考點(diǎn)：考查燃燒熱計(jì)算、熱化學(xué)方程式的書寫；外界條件對平衡狀態(tài)的影響；平衡常數(shù)的計(jì)算和應(yīng)用等