问题 填空题

煤的气化是高效、清洁地利用煤炭的重要途径之一。

(1)在250C 101kPa时,H2与O2化合生成1mol H2O(g)放出241.8kJ的热量,其热化学方程式为

___________

又知: ①C(s)+O2(g)═CO2(g) △H=-393.5kJ/mol

②CO(g)+O2(g)═CO2(g) △H=-283.0kJ/mol

焦炭与水蒸气反应是将固体煤变为气体燃料的方法,C(s)+H2O(g)═CO(g)+H2(g) △H=____kJ/mol

(2) CO可以与H2O(g)进一步发生反应: CO(g)+H2O(g)CO2(g)+H2(g) △H<0在恒容密闭容器中,起始时n(H2O)=0.20mol,n(CO)=0.10 mol,在8000C时达到平衡状态,K=1.0,则平衡时,容器中CO的转化率是_____________(计算结果保留一位小数)。

(3) 工业上从煤气化后的混合物中分离出H2,进行氨的合成,已知反应反应N2(g)+3H2(g2NH3(g)(△H<0)在等容条件下进行,改变其他反应条件,在I、II、III阶段体系中各物质浓度随时间变化的曲线如下图所示:

①N2的平均反应速率v1(N2)、vII(N2)、vIII(N2)从大到小排列次序为________;

②由第一次平衡到第二次平衡,平衡移动的方向 是________,采取的措施是________。

③比较第II阶段反应温度(T2)和第III阶段反应速度(T3)的高低:T2________T3填“〉、=、<”判断的理由是________________。

答案

(14分)(1)H2(g)+O2(g)═lH2O(g) △H=-241.8kJ/mol (2分);+131.3kJ (1分)

(2)66.7% (2分) (3)①v1(N2)>vII(N2)>vIII(N2)(3分)

②向正反应方向 从反应体系中移出产物NH3(3分)

③> 此反应为放热反应,降低温度,平衡向正反应方向移动 (3分)

题目分析:(1)在25℃、101kPa时,H2与O2化合生成1molH2O(g)放出241.8kJ的热量,所以其热化学方程式为H2(g)+O2(g)═lH2O(g) △H=-241.8kJ/mol。

已知①C(s)+O2(g)═CO2(g) △H=-393.5kJ/mol

②CO(g)+O2(g)═CO2(g) △H=-283.0kJ/mol

③H2(g)+O2(g)═lH2O(g) △H=-241.8kJ/mol

所以根据盖斯定律,①-③-②即得到C(s)+H2O(g)═CO(g)+H2(g),则反应热△H=-393.5kJ/mol+241.8kJ/mol+283.0kJ/mol=+131.3kJ/mol。

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

起始量(mol)     0.1     0.2         0      0

转化量(mol)      x       x          x       x

平衡量(mol)   0.1-x  0.2-x        x       x

由于反应前后气体的体积不变,可以用物质的量代替浓度计算平衡常数

=1.0

解得x=

所以平衡时,容器中CO的转化率是×100%=66.7%

(3)①根据图像可知,虚线表示氮气的浓度变化,则v1(N2)=(2mol/L-1mol/L)÷20min=0.05mol/(L•min),vII(N2)=(1mol/L-0.62mol/L)÷15min=0.0253mol/(L•min),vIII(N2)=(0.62mol/L-0.5mol/L)÷10min=0.012mol/(L•min),故N2的平均反应速率v1(N2)>vII(N2)>vIII(N2).

②根据图像可知,第Ⅱ阶段氨气是从0开始的,瞬间反应物氮气和氢气浓度不变,因此可以确定第一次平衡后从体系中移出了氨气,即减少生成物浓度,平衡正向移动。

③第Ⅲ阶段的开始与第Ⅱ阶段的平衡各物质的量均相等,根据氨气和氢气的量减少,氨气的量增加可判断平衡是正向移动的。根据平衡开始时浓度确定此平衡移动不可能是由浓度的变化引起的,另外题目所给条件容器的体积不变,则改变压强也不可能,因此一定为温度的影响。此反应正向为放热反应,可以推测为降低温度,因此达到平衡后温度一定比第Ⅱ阶段平衡时的温度低,即T2>T3

推断题
单项选择题