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题型:综合题 难度:一般

(1)已知: C(s)+O2(g)=CO2(g) ΔH1=-393.5 kJ/mol

C(s)+H2O(g)=CO(g)+H2(g)  ΔH2=+131.3 kJ/mol  

则反应CO(g)+H2(g) +O2(g)= H2O(g)+CO2(g),ΔH= _____________kJ/mol。

(2)在一恒容的密闭容器中,由CO和H2合成甲醇:CO(g)+2H2(g)1CH3OH(g)  ΔH

①下列情形不能说明该反应已达到平衡状态的是_________(填序号)。

A.每消耗1 mol CO的同时生成2molH2

B.混合气体总物质的量不变

C.生成CH3OH的速率与消耗CO的速率相等

D.CH3OH、CO、H2的浓度都不再发生变化

②CO的平衡转化率(α)与温度、压强的关系如图所示。A、B两点的平衡常数K(A)_______K(B)(填“>”、“=”或“<”,下同);由图判断ΔH______0。

2

③某温度下,将2.0 mol CO和6.0 molH2充入2 L的密闭容器中,充分反应后,达到平衡时测得c(CO)=0.25 mol/L,则CO的转化率=________,此温度下的平衡常数K=_________(保留二位有效数字)。

【考点】
【答案】

-524.8   C   =   <   75%   1.3  

【解析】

(1)本小题可用盖斯定律进行计算;

(2)①在一定条件下,当可逆反应达到平衡状态时,正逆反应速率相等,各物质的浓度不变,由此衍生的一些物理量也不变,以此分析;

②平衡常数只是温度的函数,由图可知,横坐标为温度,纵坐标为CO的转化率,曲线为等压线,从图像走势来看,随温度的升高,一氧化碳转化率降低,即平衡逆向移动,所以正反应为放热反应,据此解题;

③利用三段式解得平衡时各组分的浓度,再带入该反应的平衡常数表达式。

(1)①C(s)+O2(g)=CO2(g)△H1=﹣393.5kJ/mol;②C(s)+H2O(g)=CO(g)+H2(g)△H2=+131.3kJ/mol,

根据盖斯定律,①﹣②得CO(g)+H2(g)+O2(g)=H2O(g)+CO2(g)△H=﹣393.5kJ/mol﹣131.3kJ/mol=﹣524.8kJ/mol,

(2)①A、每消耗1molCO的同时生成2molH2,能证明正逆反应速率是相等的,故A不符合题意;

B、该反应是一个前后气体分子数变化的反应,混合气体总物质的量不变,证明达到化学平衡状态,故B不符合题意;

C、生成CH3OH的速率与消耗CO的速率相等,均描述为正反应,不能证明正逆反应速率是相等的,此时不一定达到化学平衡,故C符合题意;

D、CH3OH、CO、H2的浓度都不再发生变化,是化学平衡状态的特征,故D不符合题意.

综上所述,本题应选C;

②根据图中CO的平衡转化率(α)与温度、压强的关系,A、B两点的温度是一样的,所以平衡常数相等,根据图示内容,压强不变,当温度升该时,一氧化碳的转化率逐渐减小,所以化学平衡向左移动,所以该反应是一个放热反应,即ΔH<0;

③将2.0mol CO和6.0mol H2充入2L的密闭容器中,充分反应后,达到平衡时测得c(CO)=0.25mol/L,则

CO(g)+2H2(g)═CH3OH(g)

初始浓度(mol/L) 1.0   3.0   0

变化浓度(mol/L) 0.75 1.5 0.75

平衡浓度(mol/L)  0.25 1.5 0.75

CO的转化率0.75/1×100%=75%,此温度下的化学平衡常数K=c(CH3OH)/[c(CO)c2(H2)]= 0.75/(0.25×1.52)≈1.3。

题型:综合题 难度:一般
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