Question

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

（1）该反应过程中，反应物分子化学键断裂时所吸收的总能量

 

（填“大于”、“小于”或“等于”）生成物分子化学键形成时所释放的总能量．
（2）容器①中反应达平衡时，CO的转化率为

 

%．
（3）计算容器②中反应的平衡常数K=

 

．
（4）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
d．容器①中，反应的化学反应速率为：v（H₂O）=

4

Vt1

mol/（L．min）
e．平衡时，容器中的转化率：①＜②

Answer 1

考点：化学平衡的计算

专题：

分析：（1）反应是放热反应，依据反应前后能量守恒分析判断；
（2）依据反应①热量变化结合热化学方程式计算消耗一氧化碳物质的量计算转化率；
（3）反应②和反应①在相同温度下进行，平衡常数不变，依据化学平衡三段式计算平衡浓度，结合平衡常数概念计算得到；
（4）a、反应前后气体体积不变，反应①②是相同平衡分析判断；
b、反应是可逆反应不能进行彻底；
c、反应起始浓度不同反应速率不同；
d、反应速率是单位时间内反应物浓度减小计算得到；
e．恒温恒容容器中实验②起始量相当于实验①的2倍，相当于增大压强，反应前后气体体积不变平衡不变，转化率不变．

解答： 解：（1）题干条件分析可知反应是放热反应，反应物能量高于生成物能量，反应物分子化学键断裂时所吸收的总能量小于生成物中 化学键形成所放出的热量；
故答案为：小于；
（2）依据反应①热化学方程式计算；
              CO（g）+H₂O（g）?CO₂（g）+H₂（g）△H=-41kJ/mol
起始量（mol） 1        4         0      0          41KJ
变化量（mol） 0.8     0.8        0.8     0.8         32.8KJ
平衡量（mol）0.2       3.2       0.8    0.8
一氧化碳平衡转化率=

0.8mol

1mol

×100%=80%
故答案为：80；
（3）反应①②在相同温度下进行，平衡常数相同，依据（2）结合平衡常数概念计算=

c(CO2)c(H2)

c(CO)c(H2O)

=

0.8mol 2L × 0.8mol 2L

0.2mol 2L × 3.2mol 2L

=1，故答案为：1；
（4）a、反应前后气体体积不变，反应①②是相同平衡，平衡时，两容器中H₂的体积分数相等，故a正确；
b、反应是可逆反应不能进行彻底，容器②中反应达平衡状态时，Q=65.6kJ，故b正确；
c、反应起始浓度不同，反应速率不同，故c错误；
d、反应速率是单位时间内反应物浓度减小计算，容器①中，反应的化学反应速率为v（H₂O）=

0.8mol VL

t1min

=

0.8

Vt1

mol/L?min，故d错误；
e．恒温恒容容器中实验②起始量相当于实验①的2倍，相当于增大压强，反应前后气体体积不变平衡不变，转化率不变，故e错误；
故答案为：ab．

点评：本题考查了化学平衡的计算应用，化学平衡的影响因素分析判断，平衡判断和平衡常数的计算是解题关键，题目难度中等．