Question

【題目】合成氨工業上常用下列方法制備H2：

方法①：C(s)+2H2O(g)CO2(g)+2H2(g)

方法②：CO(g)+H2O(g)CO2(g)+H2(g)

(1)已知①C(石墨)+O2(g)═CO2(g)△H=-394kJmol-1

②2C(石墨)+O2(g)═2CO2(g)△H=-222kJmol-1

③2H2(g)+O2(g)═2H2O(g)△H=-484kJmol-1

試計算25℃時由方法②制備1000gH2所放出的能量為_________kJ。

(2)在一定的條件下，將C(s)和H2O(g)分別加入甲、乙兩個密閉容器，發生反應：

C(s)+2H2O(g)CO2(g)+2H2(g)其相關數據如下表所示：

①T1_________T2(填“＞”、“=”或“＜”)；

②乙容器中，當反應進行到1.5min時，H2O(g)的物質的量濃度范圍是____________。

③在密閉恒容的容器中，能表示上述反應達到化學平衡狀態的是_________。

A．V逆(CO2)=2V正(H2)

B．混合氣體的密度保持不變

C．c(H2O)：c(CO2)：c(H2)=2：1：2

D．混合氣體的平均摩爾質量保持不變

④某同學為了研究反應條件對化學平衡的影響，測得逆反應速率與時間的關系如圖所示：

在t1、t3、t5、t7時反應都達了到平衡狀態，如果t2、t4、t6、t8時都只改變了一個反應條件，則t6時刻改變的條件是_____________，從t1到t8哪個時間段H2O(g）的平衡轉化率最低____________。

Answer 1

【答案】

(1）20500；

(2）①＞；②＜1.4mol/L；③BD；④增加反應物的濃度；t7-t8。

【解析】

試題分析：(1）CO(g）+H2O(g）CO2(g）+H2(g）的，△H=△H1-△H2-△H3=-394kJmol-1-(-111kJmol-1） -(-242kJmol-1） =-41kJmol-1，所以制備1000g H2所放出的能量為20500kJ，故答案為：20500；

(2）①如果兩者溫度相等，甲相對乙，甲平衡時H2(g）平衡量為2.4mol，而是3.2，說明溫度改變平衡正向移動，而正反應為吸熱反應，所以T1＞T2；故答案為：＞；

②3min內水蒸氣的濃度變化量=氫氣的濃度變化量的==1.2mol/L，隨反應進行，物質的濃度降低，反應速率變小，故前1.5min水的濃度變化量大于后1.5min水的濃度變化量，故反應進行到1.5min時，H2O(g）的物質的量濃度小于2mol/L-1.2mol/L×=1.4mol/L，故答案為：＜1.4mol/L；

③A．V逆(CO2）=V逆(H2）=2V正(H2），正逆速度不等，故不選；B混合氣體的密度保持不變，說明氣體質量不變，正逆速度相等，故選；C．c(H2O）：c(CO2）：c(H2）=2：1：2，而不是不變，故不選；D．混合氣體的平均相對分子質量未平衡時在變，現在保持不變，說明已達平衡狀態，故選；故選BD；

④t1到t6平衡都逆向移動，而t6時平衡正向移動，是因為增加反應物的濃度，而C是固體，所以是增加水蒸氣的量，所以本身的轉化率降低，t8時反應速率增大，但平衡不移動，故平衡轉化率最低t7-t8 (或“t7到t8”），t4時刻速率都比原來速率小，平衡逆向，所以是降低溫度，故答案為：增加反應物的濃度；t7-t8。