Question

【題目】在一定條件下CO2和H2可發(fā)生反應(yīng)：CO2(g)+ H2(g)CO (g)+H2O(g) △H

已知：①CO和H2的燃燒熱分別為-283.0 kJmol-1 和-285.8kJmol-1

②H2O（l）= H2O（g） △H=+44.0KJ·mol-1

（1）寫出表示H2燃燒熱的熱化學(xué)方程式____________________。

CO2（g）+ H2（g）CO（g）+ H2O（g） △H1=___________KJ·mol-1

（2）有利于提高CO2平衡轉(zhuǎn)化率的措施有__________。

A．加壓 B．升溫

C．增大CO2濃度 D．投料比不變，增加反應(yīng)物的濃度

（3）若CO2和H2初始投料比為1:1，反應(yīng)達平衡時CO在平衡混和氣中的體積分?jǐn)?shù)為25%，則CO2的轉(zhuǎn)化率為_________，該反應(yīng)的平衡常數(shù)為_________，若CO2和H2初始投料比改為1:2，則CO2的平衡轉(zhuǎn)化率為_________。

Answer 1

【答案】（1）H2（g）+O2（g）= H2O（l） △H=-285.8kJ·mol-1 ；+41.2

（2）B（3）50%；1；66.7％

【解析】

試題分析：（1）燃燒熱是指1mol可燃物完全燃燒生成穩(wěn)定的氧化物所釋放的熱量，則表示H2燃燒熱的熱化學(xué)方程式為H2（g）+O2（g）= H2O（l） △H=-285.8kJ·mol-1 。

CO的燃燒熱為-283.0 kJmol-1，則CO（g）+O2（g）= CO2（g） △H=-283.0 kJmol-1。

因①H2（g）+O2（g）= H2O（l） △H=-285.8kJ·mol-1

②CO（g）+O2（g）= CO2（g） △H=-283.0 kJmol-1

③H2O（l）= H2O（g） △H=+44.0KJ·mol-1

根據(jù)蓋斯定律，①－②+③可得，CO2（g）+ H2（g）CO（g）+ H2O（g） △H1=+41.2KJ·mol-1

（2）因反應(yīng)前后氣體系數(shù)相等，且為吸熱反應(yīng)，則：A．加壓，平衡不移動，CO2平衡轉(zhuǎn)化率不變；B．升溫，平衡正向移動，CO2平衡轉(zhuǎn)化率增大；C．增大CO2濃度，平衡正向移動，但CO2平衡轉(zhuǎn)化率反而減小；D．投料比不變，增加反應(yīng)物的濃度，相當(dāng)于增大壓強，平衡不移動，CO2平衡轉(zhuǎn)化率不變；故選B。

（3）根據(jù)“三段式”可得，設(shè)起始時CO2和H2物質(zhì)的量都為n mol，轉(zhuǎn)化x mol，則

CO2（g）+ H2（g）CO（g）+ H2O（g）

起始物質(zhì)的量 n n

轉(zhuǎn)化物質(zhì)的量 x x x x

平衡物質(zhì)的量 n-x n-x x x

因反應(yīng)達平衡時CO在平衡混和氣中的體積分?jǐn)?shù)為25%，

則有x÷2n=25%，解得x=0.5n

則CO2的轉(zhuǎn)化率為0.5n÷n×100%=50%；

該反應(yīng)的平衡常數(shù)為1；

因溫度沒變，則平衡常數(shù)仍未1，則根據(jù)“三段式”，可得CO2和H2初始投料比改為1:2，則CO2的平衡轉(zhuǎn)化率為66.7％。