Question

【題目】碳是構(gòu)成物質(zhì)世界最重要的元素之一，能形成眾多的化合物。

（1）已知0.096kg碳完全燃燒可放出3148kJ熱量，1mol液態(tài)水汽化時要吸收44kJ熱量。

①2H2(g)+O2(g)=2H2O(l) H=-571.6kJmol-1

②2CO(g)+O2(g)=2CO2(g) H=-566kJmol-1

請寫出制備水煤氣的熱化學(xué)方程式_______________________。

（2）為研究CO2與CO之間的轉(zhuǎn)化。讓一定量的CO2與足量碳在體積可變的密閉容器中反應(yīng)：C(s)＋CO2(g)2CO(g) H。測得壓強、溫度對CO的體積分數(shù)(φ(CO)％)的影響如圖所示：

回答下列問題：

①p1、p2、p3的大小關(guān)系是__________，圖中a、b、c三點對應(yīng)的平衡常數(shù)大小關(guān)系是__________（用Ka、Kb、Kc表示）。

②一定條件下，CO2(g)+3H2(g)CH3OH(g)+H2O(g) ΔH3，向固定容積為1 L的密閉容器中充入2 mol CO2和6 mol H2，一段時間后達到平衡狀態(tài)，測得CH3OH(g)的物質(zhì)的量為1mol，則此條件下該反應(yīng)的化學(xué)平衡常數(shù)K=_________（用分數(shù)表示）；若開始時充入2 mol CH3OH(g) 和2 mol H2O(g)達到相同平衡狀態(tài)時，CH3OH的轉(zhuǎn)化率為_______；若平衡后再充入4 mol的N2，則c(CO2)和原平衡比較是_________。（填“增大”、“減小”、“不變”）

Answer 1

【答案】C(s)+H2O(g)=CO(g)+H2(g) ΔH=+131.3 kJmol-1 p1＜p2＜p3 Ka=Kb＜Kc 50% 不變

【解析】

(1)根據(jù)蓋斯定律計算；

(2)①方程中左邊氣體計量數(shù)小于右邊，根據(jù)勒夏特列原理判斷；

②根據(jù)三段式計算。

(1)0.096kg碳即8mol碳完全燃燒可放出3148kJ熱量，1mol液態(tài)水汽化時要吸收44kJ熱量，則③C(s) +O2(g)=CO2(g) H=-393.5 kJmol-1，④H2O(g)=H2O(l) H=-44 kJmol-1，根據(jù)蓋斯定律，③+④-×(①+②)可得C(s)+H2O(g)=CO(g)+H2(g)，ΔH=[-393.5-44-×(-566-571.6)]kJ/mol=+131.3 kJmol-1；

(2)①方程中左邊氣體計量數(shù)小于右邊，根據(jù)勒夏特列原理，壓強越大，CO的百分含量則越小，根據(jù)圖像可判斷溫度相同時，p3時CO的百分含量最小，則p1＜p2＜p3；根據(jù)圖像，升高溫度CO的百分含量增大，升高溫度平衡正向移動，則K增大，K只與溫度有關(guān)，Ka=Kb＜Kc；

②

則K==；若開始時充入2 mol CH3OH(g)和2 mol H2O(g)達到相同平衡狀態(tài)時，溫度未變，則K不變，則與原平衡等效，達到平衡狀態(tài)時，CH3OH的物質(zhì)的量為1mol，則轉(zhuǎn)化率為50%；若平衡后再充入4 mol的N2，平衡不移動，則c(CO2)和原平衡濃度相等。