Question

（1）在某體積為2L的密閉容器中充入1.5mol NO₂和2mol CO，在一定條件下發(fā)生反應(yīng)：NO₂+CO═CO₂+NO，2min時，測得容器中NO的物質(zhì)的量為0.8mol．
①此段時間內(nèi)，用CO₂表示的平均反應(yīng)速率為

 

．
②假設(shè)此反應(yīng)在5min時達(dá)到平衡，則此時容器內(nèi)氣體的總物質(zhì)的量是

 

．
（2）煤作為燃料，可以有下列兩種途徑（把煤看成由碳組成）：
途徑Ⅰ：C（s）+O₂（g）═CO₂（g）　1mol碳發(fā)生此反應(yīng)放熱a kJ
途徑Ⅱ：C（s）+H₂O（g）═CO（g）+H₂（g）　1mol碳發(fā)生此反應(yīng)吸熱b kJ
2CO（g）+O₂（g）═2CO₂（g） 2mol CO發(fā)生此反應(yīng)放熱c kJ
2H₂（g）+O₂（g）═2H₂O（g） 2mol H₂發(fā)生此反應(yīng)放熱dkJ
①制取水煤氣反應(yīng)中，反應(yīng)物具有的總能量

 

（填“大于”、“小于”或“等于”，下同）生成物所具有的總能量．
②燃燒等質(zhì)量的煤，途徑Ⅰ放出的熱量

 

途徑Ⅱ放出的熱量．
③b的數(shù)學(xué)關(guān)系式是

 

（用a、c、d表示）．

Answer 1

考點：化學(xué)平衡的計算,反應(yīng)熱和焓變

專題：化學(xué)反應(yīng)中的能量變化,化學(xué)平衡專題

分析：（1）①利用平均速率公式計算二氧化碳的平均速率；
②用差量法計算容器內(nèi)氣體的總物質(zhì)的量；
（2）①反應(yīng)物具有的總能量小于生成物的總能量時，則反應(yīng)是吸熱反應(yīng)，反之則為放熱反應(yīng)；
②根據(jù)蓋斯定律，反應(yīng)熱只與始態(tài)與終態(tài)有關(guān)，與途徑無關(guān)，始態(tài)相同、終態(tài)相同反應(yīng)熱相同；
③根據(jù)蓋斯定律，利用途徑Ⅱ構(gòu)造途徑Ⅰ，進(jìn)行計算．

解答： 解：（1）①NO₂ +CO═CO₂ +NO
反應(yīng)開始  1.5mol   2mol      0    0
2min時   0.7mol    1.2mol  0.8mol  0.8 mol
CO₂的平均反應(yīng)速率=

△n V

△t

=

0.8mol 2L

2min

=0.2mol/Lmin；
故答案為：0.2mol/Lmin；
②因為反應(yīng)前后氣體的計量數(shù)之和不變，所以反應(yīng)前后氣體的物質(zhì)的量之和不變，故容器內(nèi)氣體的總物質(zhì)的量為3.5mol；
故答案為：3.5mol；
（2）①制水煤氣 C（s）+H₂O（g）=CO（g）+H₂（g）；△H₂＞0，該反應(yīng)是吸熱反應(yīng)，反應(yīng)物具有的總能量小于生成物的總能量，反應(yīng)條件是加熱，
故答案為：小于；
②根據(jù)蓋斯定律，煤作為燃料不管是一步完成還是分兩步完成，反應(yīng)物和產(chǎn)物的焓值是一定的，所以兩途徑的焓變值一樣，放出的熱量一樣，故答案為：等于；
③途徑Ⅰ：①C（s）+O₂（g）═CO₂（g）△H=-a kJ?mol^-1
途徑Ⅱ：②C（s）+H₂O（g）═CO（g）+H₂（g）△H=+b kJ?mol^-1
③2CO（g）+O₂（g）═2CO₂（g）△H=-c kJ?mol^-1
④2H₂（g）+O₂（g）═2H₂O（g）△H=-d kJ?mol^-1
根據(jù)蓋斯定律：②+③×

1

2

+④×

1

2

得得C（s）+O₂（g）═CO₂（g），所以-a=b-

1

2

（c+d），所以b=-a+

1

2

（c+d）；
得到：b=-a+0.5（c+d）=0.5（c+d）-a；
故答案為：b=0.5（c+d）-a．

點評：本題考查了平均化學(xué)反應(yīng)速率的計算、化學(xué)平衡的計算等知識點，蓋斯定律的應(yīng)用以及反應(yīng)吸放熱與反應(yīng)物、生成物能量之間的關(guān)系，掌握基礎(chǔ)是關(guān)鍵，題目難度中等．