Question

已知一氧化碳與水蒸氣反應(yīng)過程的能量變化如圖所示：

（1）反應(yīng)的熱化學(xué)方程式為

 

．
（2）已知1molC完全轉(zhuǎn)化為水煤氣（CO、H₂混合物）時吸收熱量131.5kJ，則1molC與CO₂反應(yīng)生成CO的焓變是

 

．
（3）一氧化碳與水蒸氣反應(yīng)為可逆反應(yīng)．該反應(yīng)的化學(xué)平衡常數(shù)表達(dá)式為K=

 

．若升高溫度K值（填“增大”；“減小”或“不變”）

 

．
（4）某溫度下，將CO和H₂O各0.10mol充入體積為1L的容器中，能說明該反應(yīng)達(dá)到化學(xué)平衡狀態(tài)的是

 

（填字母）．
a．容器中壓強不變
b．混合氣體中c（CO）不變
c．v_正（H₂）=v_逆（H₂O）
d．c（CO₂）=c（CO）
（5）達(dá)到平衡后，測得c（CO₂）=0.080mol/L，則CO的轉(zhuǎn)化率為

 

．

Answer 1

考點：熱化學(xué)方程式,化學(xué)平衡狀態(tài)的判斷,化學(xué)平衡的計算

專題：基本概念與基本理論

分析：（1）圖象分析判斷反應(yīng)物能量高于生成物的能量，反應(yīng)是放熱反應(yīng)；根據(jù)圖象中的焓變和熱化學(xué)方程式的書寫方法寫出，注意物質(zhì)的聚集狀態(tài)；
（2）已知 1mol C 完全轉(zhuǎn)化為水煤氣時吸收熱量 131.5kJ，寫出熱化學(xué)方程式，和一氧化碳和水反應(yīng)的熱化學(xué)方程式，根據(jù)蓋斯定律計算得到；
（3）依據(jù)化學(xué)方程式書寫平衡常數(shù)，反應(yīng)是吸熱反應(yīng)，升溫平衡逆向進(jìn)行；
（4）反應(yīng)達(dá)到平衡狀態(tài)時，正逆反應(yīng)速率相等，平衡時各種物質(zhì)的物質(zhì)的量、濃度等不再發(fā)生變化，可由此進(jìn)行判斷；
（5）先根據(jù)反應(yīng)方程式計算參加反應(yīng)的二氧化碳的物質(zhì)的量，再根據(jù)轉(zhuǎn)化率公式計算二氧化碳的轉(zhuǎn)化率；

解答： 解：（1）圖象分析判斷反應(yīng)物能量高于生成物的能量，反應(yīng)是放熱反應(yīng)；反應(yīng)的焓變?yōu)?1KJ/mol；反應(yīng)的熱化學(xué)方程式為：CO（g）+H₂O（g）=CO₂（g）+H₂（g），△H=-41KJ/mol；
故答案為：CO（g）+H₂O（g）=CO₂（g）+H₂（g）；△H=-41KJ/mol；
（2）1mol C 完全轉(zhuǎn)化為水煤氣時吸收熱量 131.5kJ，熱化學(xué)方程式為：①C（S）+H₂O（g）=H₂（g）+CO（g）△H=131.5KJ/mol；
②CO（g）+H₂O（g）=CO₂（g）+H₂（g），△H=-41KJ/mol；
依據(jù)蓋斯定律①-②得到：C（S）+CO₂（g）=2CO（g）△H=+172.5KJ/mol；
故答案為：+172.5kJ/mol；
（3）CO（g）+H₂O（g）═CO₂（g）+H₂（g）△H=-41kJ/mol，平衡常數(shù)K=

c(CO2)?c(H2)

c(CO)?c(H2O)

；反應(yīng)是放熱反應(yīng)，升溫平衡逆向進(jìn)行，平衡常數(shù)減小；
故答案為：

c(CO2)?c(H2)

c(CO)?c(H2O)

；減��；
（4）反應(yīng)達(dá)到平衡狀態(tài)時，正逆反應(yīng)速率相等，平衡時各種物質(zhì)的物質(zhì)的量、濃度等不再發(fā)生變化．
a．該反應(yīng)反應(yīng)前后氣體計量數(shù)不變，無論該反應(yīng)是否達(dá)到平衡狀態(tài)，容器中壓強始終不變，故a錯誤；            
b．混合氣體中 c（CO）不變時能說明該反應(yīng)達(dá)到平衡狀態(tài)，故b正確；
c．反應(yīng)的速率之比等于化學(xué)方程式計量數(shù)之比，υ_正（H₂）=υ_逆（H₂O），說明水的正逆反應(yīng)速率相同，所以能說明反應(yīng)達(dá)到平衡狀態(tài)，故c正確；           
d．當(dāng)c（CO₂）=c（CO）時，反應(yīng)不一定達(dá)到平衡狀態(tài)，與反應(yīng)物的初始濃度和轉(zhuǎn)化率有關(guān)，故d錯誤；
故答案為：b、c；      
（5）根據(jù)反應(yīng)方程式CO₂（g）+H₂（g）?CO（g）+H₂O（g）知，參加反應(yīng)的二氧化碳和一氧化碳的物質(zhì)的量之比是1：1，生成一氧化碳的物質(zhì)的量=0.0080mol/L×10L=0.08mol，所以消耗0.08mol二氧化碳，二氧化碳的轉(zhuǎn)化率=

0.08mol

0.10mol

×100%；
故答案為：80%；

點評：本題考查了轉(zhuǎn)化率的計算、平衡狀態(tài)的判斷等知識點，平衡狀態(tài)的判斷是高考的熱點，明確反應(yīng)前后氣體體積不變的平衡狀態(tài)的判斷方法，題目難度中等．