Question

（2013?樂山二模）工業(yè)上利用CO和水蒸氣在一定條件下發(fā)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(fā)生反應．相關數據如下：

容器編號	起始時各物質物質的量/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

小于

（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

80

%．
（3）計算容器②中反應的平衡常數K=

1

．
（4）下列敘述正確的是

a

（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(tài)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．容器①中，反應的化學反應速率為：v(H2O)=

4

Vt1

mol/(L?min)
（5）已知：2H₂（g）+O₂（g）═2H₂O （g）△H=-484kJ/mol，寫出CO完全燃燒生成CO₂的熱化學方程式：

2CO（g）+O₂（g）═2CO₂（g）△H=-566 kJ/mol

．
（6）容器①中反應進行到t min時，測得混合氣體中CO₂的物質的量為0.6mol．若用200mL 5mol/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）

3CO₂+5OH^-═2CO₃^2-+HCO₃^-+2H₂O

．

Answer 1

分析：（1）反應是放熱反應，依據反應前后能量守恒分析判斷；
（2）依據反應①熱量變化結合熱化學方程式計算消耗一氧化碳物質的量計算轉化率；
（3）反應②和反應①在相同溫度下進行，平衡常數不變，依據化學平衡三段式計算平衡濃度，結合平衡常數概念計算得到；
（4）a、反應前后氣體體積不變，反應①②是相同平衡分析判斷；
b、反應是可逆反應不能進行徹底；
c、反應起始濃度不同反應速率不同；
d、反應速率是單位時間內反應物濃度減小計算得到；
（5）CO（g）+H₂O（g）?CO₂（g）+H₂（g）△H=-41kJ/mol；2H₂（g）+O₂（g）═2H₂O （g）△H=-484kJ/mol，依據熱化學方程式和蓋斯定律計算得到；
（6）依據二氧化碳和氫氧化鈉反應的定量關系分析判斷產物，書寫離子方程式，可以利用物質的量之比直平法寫出；

解答：解：（1）題干條件分析可知反應是放熱反應，反應物能量高于生成物能量，反應物分子化學鍵斷裂時所吸收的總能量小于生成物中 化學鍵形成所放出的熱量；
故答案為：小于；
（2）依據反應①熱化學方程式計算；
              CO（g）+H₂O（g）?CO₂（g）+H₂（g）△H=-41kJ/mol
起始量（mol） 1        4         0      0          41KJ
變化量（mol） 0.8     0.8        0.8     0.8         32.8KJ
平衡量（mol）0.2       3.2       0.8    0.8
一氧化碳平衡轉化率=

0.8mol

1mol

×100%=80%
故答案為：80；
（3）反應①②在相同溫度下進行，平衡常數相同，依據（2）結合平衡常數概念計算=

c(CO2)c(H2)

c(CO)c(H2O)

=

0.8mol 2L × 0.8mol 2L

0.2mol 2L × 3.2mol 2L

=1；
故答案為：1；
（4）a、反應前后氣體體積不變，反應①②是相同平衡，平衡時，兩容器中H₂的體積分數相等，故a正確；
b、反應是可逆反應不能進行徹底，容器②中反應達平衡狀態(tài)時，Q=65.6kJ；故b錯誤；
c、反應起始濃度不同，反應速率不同，故c錯誤；
d、反應速率是單位時間內反應物濃度減小計算，容器①中，反應的化學反應速率為v（H₂O）=

0.8mol VL

t1min

=

0.8

Vt1

mol/L?min，故d錯誤；
故答案為：a；
（5）①CO（g）+H₂O（g）?CO₂（g）+H₂（g）△H=-41kJ/mol；②2H₂（g）+O₂（g）═2H₂O （g）△H=-484kJ/mol，
依據蓋斯定律①×2+②得到 2CO（g）+O₂（g）═2CO₂（g）△H=-566 kJ/mol；
故答案為：2CO（g）+O₂（g）═2CO₂（g）△H=-566 kJ/mol；
（6）容器①中反應進行到t min時，測得混合氣體中CO₂的物質的量為0.6mol．若用200mL 5mol/L的NaOH溶液n（NaOH）=0.2L×5mol/L=1mol，將其完全吸收，n（CO₂）：n（NaOH）=0.6：1=3：5，依據二氧化碳和氫氧化鈉反應特征，n（CO₂）：n（NaOH）=1：2，反應生成碳酸鈉，n（CO₂）：n（NaOH）=1：1，反應生成碳酸氫鈉，所以判斷反應產物為碳酸鈉和碳酸氫鈉，配平書寫離子方程式為：3CO₂+5OH^-═2CO₃^2-+HCO₃^-+2H₂O；
故答案為：3CO₂+5OH^-═2CO₃^2-+HCO₃^-+2H₂O；

點評：本題考查反應能量變化，蓋斯定律計算應用，化學平衡的影響因素分析判斷，平衡判斷和平衡常數的計算是解題關鍵，題目難度中等．