Question

（1）已知反應及幾種物質中化學鍵斷裂時的能量變化如下所示：
H2(g)＋Cl2(g)＝2HCl(g)               △H＝－184kJ/mol
4HCl (g)＋O2(g)＝2Cl2 (g) ＋2H2O (g)   △H＝－115.6kJ/mol

①H2與O2反應生成氣態水的熱化學方程式為_________________________________；
②斷開1mol H—O鍵所需能量約為_________________________kJ。
（2）已知某反應的平衡常數表達式為：K＝,它所對應的化學方程式為________________。
（3）已知反應N2(g)＋3H2(g)2NH3(g) △H＜0在400℃時K＝0.5，此條件下在0.5L的密閉容器中進行該反應，一段時間后，測得N2、H2、NH3的物質的量分別為2mol、1mol、2mol，則此時反應υ(N2)正______υ(N2)逆（填“＞”、“＜”或“＝”）。欲使得該反應的化學反應速率加快，同時使平衡時NH3的體積百分數增加，可采取的措施是_______（填序號）。
A.縮小體積增大壓強        B.升高溫度
C.加催化劑                D.使氨氣液化移走
（4）在一定體積的密閉容器中進行如下化學反應：A(g)＋3B(g)2C(g)＋D(s) △H，其化學平衡常數K與T的關系如下表：

T/K	300	400	500	……
K/(mol·L－1)2	4×106	8×107	1.2×109	……

①斷送該反應的△H_________0（填“＞”或“＜”）；
②在一定條件下，能判斷該反應一定達化學平衡狀態的是______（填序號）。
A.3 υ(B)正＝2υ(C)逆       B.A和B的轉化率相等
C.容器內壓強保持不變    D.混合氣體的密度保持不變

Answer 1

（1）①2H2(g)＋O2(g)＝2H2O (g) △H＝－483.6kJ/mol（2分）②463.4（1分）
（2）C(s)＋H2O(g)CO(g)＋H2(g)（1分，不標狀態不扣分，寫成等號不給分）
（3）＝（1分）；A（1分）（4）①＞（1分）②CD（1分）

試題分析：（1）①已知熱化學方程式a：H2(g)＋Cl2(g)＝2HCl(g) △H＝－184kJ/mol，b：4HCl (g)＋O2(g)＝2Cl2 (g) ＋2H2O (g) △H＝－115.6kJ/mol，則根據蓋斯定律可知，a×2＋b即得到反應2H2(g)＋O2(g)＝2H2O (g) (g)，所以該反應的反應熱△H＝－184kJ/mol×2－115.6kJ/mol＝－483.6kJ/mol。
②斷裂1molH－H鍵需要的能量是436kJ，而斷裂1molO＝O鍵需要的能量是498kJ。由于反應熱還等于斷鍵吸收的能量和形成化學鍵所放出的能量的差值，所以根據氫氣燃燒的熱化學方程式可知2×436kJ＋498kJ－2×2×x＝－483.6kJ，解得x＝463.4kJ，因此斷開1mol H—O鍵所需能量約為463.4kJ。
（2）化學平衡常數是在一定條件下，當可逆反應達到平衡狀態時，生成物濃度的冪之積和反應物濃度的冪之積的比值，所以依據平衡常數表達式K＝可知，該反應的方程式為C(s)＋H2O(g)CO(g)＋H2(g)。
（3）一段時間后，測得N2、H2、NH3的物質的量分別為2mol、1mol、2mol，其濃度分別是（mol/L）4、2、4。則此時＝＝0.5，這說明反應達到平衡狀態，所以此時反應υ(N2)正＝υ(N2)逆；A、正方應是體積減小的，則縮小體積增大壓強，反應速率加快，平衡向正反應方向移動，氨氣的含量增大，A正確；B、正方應是放熱反應，升高溫度反應速率加快，平衡向逆反應方向移動，氨氣含量降低，B不正確；C、加催化劑加快反應速率，但平衡狀態不變，氨氣含量不變，C不正確；D、使氨氣液化移走，平衡向正反應方向移動，但則反應速率降低，D不正確，答案選A。
（4）①根據表中數據可知，隨著溫度的升高，平衡常數逐漸增大。這說明升高溫度平衡向正反應方向進行，所以正方應是吸熱反應，即△H＞0。
②在一定條件下，當可逆反應的正反應速率和逆反應速率相等時（但不為0），反應體系中各種物質的濃度或含量不再發生變化的狀態，稱為化學平衡狀態，據此可以判斷。A、由于反應速率之比是相應的化學計量數之比，則3 υ(B)正＝υ(C)正＝2υ(C)逆，因此正逆反應速率不等，沒有達到平衡狀態，A不正確；B、A和B的轉化率相等不能說明正逆反應速率相等，即反應不一定達到平衡狀態，所以B不正確；C、正方應是體積減小的可逆反應，因此壓強始終是減小，所以當容器內壓強保持不變時可以說明反應達到平衡狀態，C正確；D、密度是混合氣的質量和容器容積的比值，在反應過程中容積始終是不變的，但氣體的質量是減小的，所以當混合氣體的密度保持不變時，可以說明反應達到平衡狀態，D正確，答案選CD。