Question

17．碳及其化合物在人类生产、生活中的应用非常广泛．“低碳生活”不再只是一种理想，更是一种值得期待的生活方式．
（1）已知：
①2CH₄（g）+3O₂（g）?2CO（g）+4H₂O（l）△H₁=-1214.6kJ/mol
②2CO（g）+O₂（g）?2CO₂（g）△H₂=-566kJ/mol，
则甲烷与氧气反应生成二氧化碳和液态水的热化学方程式为CH₄（g）+2O₂（g）═CO₂（g）+2H₂O（l）△H=-890.3 kJ/mol．
（2）已知在恒温恒压下密闭容器的可逆反应CH₄（g）+H₂O（g）?CO（g）+3H₂（g）
①该可逆反应一定达到平衡的标志是CD．
A．v（CH₄）_正=3v（H₂）_逆                
B．水蒸气的浓度与一氧化碳的浓度相等
C．平均相对分子质量不随时间的变化而变化   
D．密度不随时间的变化而变化
②该可逆反应在不同条件下，测得CH₄转化率随时间变化如图所示，与实验a相比，b的实验条件是增加了催化剂．

Answer 1

分析 （1）①2CH₄（g）+3O₂（g）═2CO（g）+4H₂O（l）；△H₁=-1214.6kJ/mol；
②2CO（g）+O₂（g）?2CO₂（g）△H₂=-566kJ/mol，根据盖斯定律，①+②计算；
（2）①根据化学平衡状态的特征：正逆反应速率相等、各组分的浓度不随时间的变化而变化以及密度和平均相对分子质量的公式进行判断；
②根据影响化学反应速率以及平衡移动的因素来分析．

解答 解：（1）已知①2CH₄（g）+3O₂（g）═2CO（g）+4H₂O（l）；△H₁=-1214.6kJ/mol；
②2CO（g）+O₂（g）?2CO₂（g）△H₂=-566kJ/mol，
根据盖斯定律，①+②得2CH₄（g）+4O₂（g）═2CO₂（g）+4H₂O（l）；△H=-1780.66kJ/mol；
所以甲烷燃烧热的热化学方程式为CH₄（g）+2O₂（g）═CO₂（g）+2H₂O（l）△H=-890.3 kJ/mol，
故答案为：CH₄（g）+2O₂（g）═CO₂（g）+2H₂O（l）△H=-890.3 kJ/mol；
（2）A．3v（CH₄）_正=v（H₂）_逆才能说明正逆反应速率相等，故A错误；
B．水蒸气的浓度与一氧化碳的浓度相等，不能说明达到了平衡，故B错误；
C．平均相对分子质量等于质量和物质的量的比值，质量守恒，但是物质的量是变化的，当平均相对分子质量不随时间的变化而变化，达到了平衡，故C正确；
D．根据ρ=$\frac{m}{V}$，质量守恒，恒温恒压下体积变化，所以密度变化，当密度不随时间的变化而变化，证明达到了平衡，故D正确；
故答案为：CD；
②CH₄转化率随时间变化b曲线与实验a相比，反应速率加快了，但是平衡没变，所以是增加了催化剂的原因，故答案为：增加了催化剂．

点评 本题考查盖斯定律、化学平衡状态的判断以及图象有关问题，难度中等，注意对知识的理解与掌握，是对学生能力的考查．