Question

为了解决能源和环境问题，化学工作者致力于开发氢能、研制燃料电池、发展低碳经济的研究．
Ⅰ．氢气通常用生产水煤气的方法制得．其中CO（g）+H₂O（g）?CO₂（g）+H₂（g）△H＜0．在850℃时，平衡常数K=1．
（1）若降低温度到750℃时，达到平衡时K

 

1（填“大于”、“小于”或“等于”）
（2）850℃时，若向一容积可变的密闭容器中同时充入1.0molCO、3molH₂O、1molCO₂和xmolH₂，则：
①当x=5.0时，上述反应向

 

（填“正反应”或“逆反应”）反向进行．
②若要使上述反应开始时向正反应方向进行，则x应满足的条件是

 

．
③在850℃时，若设x=5.0和x=6.0，其它物质的投料不变，上述反应达到平衡后，测得H₂的体积分数分别为a%、b%，则a

 

b（填“大于”、“小于”或“=”）．
Ⅱ．已知4.6g液态乙醇完全燃烧生成二氧化碳和液态水放出热量136kJ，1mol液态水转化为气态水吸收44kJ的热量．
（3）请写出乙醇燃烧生成气态水的热化学方程式

 

．

Answer 1

考点：化学平衡的计算,热化学方程式

专题：基本概念与基本理论

分析：I．（1）降低温度，平衡向放热方向移动，该反应为放热反应，即向正反应方向移动；
（2）反应在同一容器内进行，体积相同，方程式中各物质的化学计量数都是1，所以在以下计算中均可用物质的量数值代替浓度数值．
①求出此时的浓度商Q_c，与平衡常数相比，判断平衡移动方向；
②用x表示出浓度商Q_c，平衡向正反应方向移动，浓度商小于平衡常数；
③增大一种生产物（氢气）的体积分数，平衡向逆反应方向移动，平衡移动的结果是降低这种增大的幅度，故平衡后氢气的体积分数还是大于原来的；
II．（3）先求出1mol液态乙醇完全燃烧生成二氧化碳和气态水放出热量，再根据书写热化学方程式的方法书写．

解答： 解：I．（1）降低温度，平衡向放热方向移动，该反应为放热反应，即向正反应方向移动，平衡常数K增大，故答案为：大于；
（2）①此时的浓度商Q_c=

5×1

1×3

=1.67，大于平衡常数1，故平衡向逆反应方向移动，故答案为：逆反应；
②平衡向正反应方向移动，浓度商小于平衡常数，即

1×x

1×3

＜1，解得x＜3，故答案为：x＜3；
③增大一种生产物（氢气）的体积分数，平衡向逆反应方向移动，平衡移动的结果是降低这种增大的幅度，故平衡后氢气的体积分数还是大于原来的，故答案为：小于；
II．（3）4.6g乙醇的物质的量为

4.6g

46g/mol

=0.1mol，
所以1mol液态乙醇完全燃烧生成二氧化碳和液态水放出热量为136kJ?mol×0.1mol×10=1360kJ，
1mol液态乙醇完全燃烧生成3mol水，3mol液态水转化为气体水吸收热量44kJ×3=132kJ，
所以1mol液态乙醇完全燃烧生成二氧化碳和气态水放出热量为1360kJ-132kJ=1228kJ，
所以乙醇燃烧生成气态水的热化学方程式为C₂H₅OH（l）+3O₂（g）=2CO₂（g）+3H₂O（g）△H=-1228kJ/mol，
故答案为：C₂H₅OH（l）+3O₂（g）=2CO₂（g）+3H₂O（g）△H=-1228kJ/mol．

点评：本题考查了化学平衡影响因素和平衡常数计算，注意化学平衡常数只与温度有关，与反应物浓度、是否使用催化剂无关，温度不变，化学平衡常数不变，题目难度中等．