Question

（14分）碳及其化合物在人類生產(chǎn)、生活中的應用非常廣泛�！暗吞忌�活”不再只是一種理想，更是一種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，

則甲烷與氧氣反應生成二氧化碳和液態(tài)水的熱化學方程式為 。

（2）已知在恒溫恒壓下密閉容器的可逆反應CH4(g)+ H2O(g) CO(g)+3H2(g)

①該可逆反應一定達到平衡的標志是 。

A．v(CH4)正=3v(H2)逆

B．水蒸氣的濃度與一氧化碳的濃度相等

C．平均相對分子質(zhì)量不隨時間的變化而變化

D．密度不隨時間的變化而變化

②該可逆反應在不同條件下，測得CH4轉(zhuǎn)化率隨時間變化如圖所示，與實驗a相比，b的實驗條件是 。

（3）將不同物質(zhì)的量的CO(g)和H2O(g)分別通入到體積為2L的恒容密閉容器中，進行反應：

CO(g)+H2O(g) CO2(g)+H2(g)；△H得到如下三組數(shù)據(jù)：

實驗組	溫度/℃	起始量/mol	平衡量/mol	達到平衡所需時間/min
H2O	CO	CO2	CO
1	650	2	4	1.6	2.4	5
2	900	1	2	0.4	1.6	3
3	900	a	b	c	D	t

①實驗1中以v(H2)表示的反應速率為 。

②實驗2中的平衡常數(shù)是 （計算結(jié)果保留兩位小數(shù)）。

③該反應的△H 0（填“＞”或“＜”）。

④若實驗3要達到與實驗2相同的平衡狀態(tài)（即各物質(zhì)的質(zhì)量分數(shù)分別相等），則a、b應滿足的關(guān)系

是 （用含a、b的式子表示）。

Answer 1

（14分）（每空2分）

（1）已知：①CH4（g）+2O2（g）═CO2（g）+2H2O（l）;△H= ﹣890.3 kJ/mol

（2）①CD ②增加了催化劑

(3)①0.16mol?（L?min﹣1） ②0.17 ③＜0 ④b=2a或a：b=1：2

【解析】

試題分析：（1）根據(jù)蓋斯定律，將已知熱化學方程式相加后除以2，可得所求熱化學方程式，所以甲烷與氧氣反應生成二氧化碳和液態(tài)水的熱化學方程式為CH4（g）+2O2（g）═CO2（g）+2H2O（l）;△H= ﹣890.3 kJ/mol；

（2）①A、達平衡時，氫氣的逆反應速率是甲烷正反應速率的3倍，錯誤；B、水蒸氣的濃度與一氧化碳的濃度相等的狀態(tài)不一定是平衡狀態(tài)，錯誤；C、該反應是氣體物質(zhì)的量發(fā)生變化的可逆反應，所以氣體平均相對分子質(zhì)量隨時間變化，達平衡時不隨時間的變化而變化，正確； D. 該反應在恒溫恒壓下密閉容器中進行，所以容器的體積會發(fā)生變化，則氣體的密度也發(fā)生變化，達平衡時密度不隨時間的變化而變化，正確，答案選CD；

②與實驗a相比，b與a達到相同平衡狀態(tài)，但達平衡的時間縮短，說明反應速率加快，所以b是使用了催化劑；

（3）①實驗1中二氧化碳的物質(zhì)的量增加1.6mol，則氫氣的物質(zhì)的量也增加1.6mol,所以以v(H2)表示的反應速率為1.6mol/2L/5min=0.16mol?（L?min﹣1）;

②實驗2中平衡時二氧化碳的物質(zhì)的量濃度均是0.4mol/2L=0.2mol/L，CO的濃度是1.6mol/2L=0.8mol/L，水蒸氣的濃度是(1mol-0.4mol)/2L=0.3mol/L，則該溫度下反應的平衡常數(shù)

K=(0.2mol/L×0.2mol/L)/( 0.8mol/L×0.3mol/L)=0.17；

③實驗1與2相比，反應物濃度增大1倍，若溫度相同，則平衡時二氧化碳物質(zhì)的量實驗1是實驗2的2倍，現(xiàn)在溫度降低，二氧化碳物質(zhì)的量實驗1是實驗2的1.6/0.4=4倍，說明降低溫度，平衡正向移動，所以該反應是放熱反應，△H<0；

④實驗3與實驗2屬于恒溫恒壓條件，達到相同的平衡狀態(tài)，則只需反應物的量對應成比例即可，實驗2中CO與水蒸氣的物質(zhì)的量之比是1:2，所以實驗3中a與b之比為1:2，即b=2a。

考點：考查蓋斯定律的應用，化學平衡的判斷，反應速率、平衡常數(shù)的計算，不同條件平衡的比較，等效平衡的應用