(2013•乐山二模)工业上利用CO和水蒸气在一定条件下发生反应制取氢气:

1个回答

  • 解题思路:(1)反应是放热反应,依据反应前后能量守恒分析判断;

    (2)依据反应①热量变化结合热化学方程式计算消耗一氧化碳物质的量计算转化率;

    (3)反应②和反应①在相同温度下进行,平衡常数不变,依据化学平衡三段式计算平衡浓度,结合平衡常数概念计算得到;

    (4)a、反应前后气体体积不变,反应①②是相同平衡分析判断;

    b、反应是可逆反应不能进行彻底;

    c、反应起始浓度不同反应速率不同;

    d、反应速率是单位时间内反应物浓度减小计算得到;

    (5)CO(g)+H2O(g)⇌CO2(g)+H2(g)△H=-41kJ/mol;2H2(g)+O2(g)═2H2O (g)△H=-484kJ/mol,依据热化学方程式和盖斯定律计算得到;

    (6)依据二氧化碳和氢氧化钠反应的定量关系分析判断产物,书写离子方程式,可以利用物质的量之比直平法写出;

    (1)题干条件分析可知反应是放热反应,反应物能量高于生成物能量,反应物分子化学键断裂时所吸收的总能量小于生成物中 化学键形成所放出的热量;

    故答案为:小于;

    (2)依据反应①热化学方程式计算;

    CO(g)+H2O(g)⇌CO2(g)+H2(g)△H=-41kJ/mol

    起始量(mol) 1 40 0 41KJ

    变化量(mol) 0.8 0.80.80.832.8KJ

    平衡量(mol)0.2 3.2 0.8 0.8

    一氧化碳平衡转化率=[0.8mol/1mol]×100%=80%

    故答案为:80;

    (3)反应①②在相同温度下进行,平衡常数相同,依据(2)结合平衡常数概念计算=

    c(CO2)c(H2)

    c(CO)c(H2O)=

    0.8mol

    2L×

    0.8mol

    2L

    0.2mol

    2L×

    3.2mol

    2L=1;

    故答案为:1;

    (4)a、反应前后气体体积不变,反应①②是相同平衡,平衡时,两容器中H2的体积分数相等,故a正确;

    b、反应是可逆反应不能进行彻底,容器②中反应达平衡状态时,Q=65.6kJ;故b错误;

    c、反应起始浓度不同,反应速率不同,故c错误;

    d、反应速率是单位时间内反应物浓度减小计算,容器①中,反应的化学反应速率为v(H2O)=

    0.8mol

    VL

    t1min=

    0.8

    Vt1mol/L•min,故d错误;

    故答案为:a;

    (5)①CO(g)+H2O(g)⇌CO2(g)+H2(g)△H=-41kJ/mol;②2H2(g)+O2(g)═2H2O (g)△H=-484kJ/mol,

    依据盖斯定律①×2+②得到 2CO(g)+O2(g)═2CO2(g)△H=-566 kJ/mol;

    故答案为:2CO(g)+O2(g)═2CO2(g)△H=-566 kJ/mol;

    (6)容器①中反应进行到t min时,测得混合气体中CO2的物质的量为0.6mol.若用200mL 5mol/L的NaOH溶液n(NaOH)=0.2L×5mol/L=1mol,将其完全吸收,n(CO2):n(NaOH)=0.6:1=3:5,依据二氧化碳和氢氧化钠反应特征,n(CO2):n(NaOH)=1:2,反应生成碳酸钠,n(CO2):n(NaOH)=1:1,反应生成碳酸氢钠,所以判断反应产物为碳酸钠和碳酸氢钠,配平书写离子方程式为:3CO2+5OH-═2CO32-+HCO3-+2H2O;

    故答案为:3CO2+5OH-═2CO32-+HCO3-+2H2O;

    点评:

    本题考点: 化学能与热能的相互转化;化学平衡常数的含义;化学平衡的调控作用.

    考点点评: 本题考查反应能量变化,盖斯定律计算应用,化学平衡的影响因素分析判断,平衡判断和平衡常数的计算是解题关键,题目难度中等.