工业上利用CO和水蒸气在一定条件下发生反应制取氢气:CO(g)+H2O(g)⇌CO2(g)+H2(g)△H=-41kJ/mol
某小组研究在相同温度下该反应过程中的能量变化.他们分别在体积均为V L的两个恒温恒容密闭容器中加入一定量的反应物,使其在相同温度下发生反应.相关数据如下:
容器编号 | 起始时各物质物质的量/mol | 达到平衡的时间/min | 达平衡时体系能量的变化/kJ | ||||
CO | H2O | CO2 | H2 | ||||
① | 1 | 4 | 0 | 0 | t1 | 放出热量:32.8 kJ | |
② | 2 | 8 | 0 | 0 | t2 | 放出热量:Q |
(2)容器①中反应达平衡时,CO的转化率为______%.
(3)下列叙述正确的是______(填字母序号).
A、平衡时,两容器中H2的体积分数相等
B、容器②中反应达平衡状态时,Q>65.6kJ
C、反应开始时,两容器中反应的化学反应速率相等υ(H2O)=
mol/(L•min)D、容器①中,化学反应速率为4 Vt1
(4)已知:2H2(g)+O2(g)=2H2O (g)△H=-484kJ/mol,写出CO完全燃烧生成CO2的热化学方程式:______.
(5)容器①中反应进行到t min时,测得混合气体中CO2的物质的量为0.6mol.若用200ml、5mol/L的NaOH溶液将其完全吸收,反应的离子方程式为(用一个离子方程式表示)______.
(1)依据图表分析反应是放热反应,反应物化学键断裂时所吸收的总能量小于生成物分子化学键形成时释放的总能量;故答案为:小于;
(2)容器①中反应达平衡时,CO(g)+H2O(g)⇌CO2(g)+H2(g)△H=-41kJ/mol,反应放出热量为32.8 kJ;参加反应的一氧化碳物质的量=
mol=0.8mol;32.8 41
CO(g)+H2O(g)⇌CO2(g)+H2(g)
起始量(mol) 1 4 0 0
变化量(mol) 0.8 0.8 0.8 0.8
平衡量(mol) 0.2 3.2 0.8 0.8
CO的转化率=
×100%=80%;0.8mol 1mol
故答案为:80;
(3)A、反应前后气体体积不变,同比例投入反应物的起始量,平衡不动;两容器中H2的体积分数相等,故A正确;
B、反应前后气体体积不变,同比例投入反应物的起始量,平衡不动;反应热不变;故B错误;
C、反应②的浓度大于①,开始时②反应速率大;故C错误;
D、依据三段式计算,利用反应速率概念计算判断;容器①中v(H2O)=
mol/L•min;故D错误;0.8 vt1
故答案为:A
(4)①2H2(g)+O2(g)═2H2O (g)△H=-484kJ/mol,
②CO(g)+H2O(g)⇌CO2(g)+H2(g)△H=-41kJ/mol
依据盖斯定律②×2+①得到:2CO(g)+O2(g)═2CO2(g)△H=-566KJ/mol;
故答案为:2CO(g)+O2(g)═2CO2(g)△H=-566KJ/mol;
(5)n(CO2)=0,6mol;n(OH-)=0.2ml×5mol/L=1mol;
CO2+2OH-=CO32-+H2O;CO2+OH-=HCO3-;
依据反应n(CO2):n(OH-)=0.6:1=3:5可知反应生成产物有碳酸钠和碳酸氢钠,根据物质的量之比,利用直平法得到离子方程式:3CO2+5OH-=2CO32-+HCO3-+2H2O;
故答案为:3CO2+5OH-=2CO32-+HCO3-+2H2O;