解题思路:(1)由反应Ⅰ达到平衡状态,可求出反应的平衡常数,根据平衡常数计算并判断反应的进行方向;
(2)根据反应方程式利用三段式法计算,转化的水蒸汽为x,根据体积之比等于物质的量之比计算;
(3)根据2.4gC与水反应生成的CO和H2的物质的量,利用热化学方程式计算.
(1)由反应Ⅰ达到平衡状态可知,反应的平衡常数K=[0.1×0.60/0.06]=1,
反应Ⅱ中Qc=[0.4×0.5/0.06]=3.33>1,则反应向逆反应方向移动,即V正<V逆,
反应Ⅳ中V正=V逆,说明反应达平衡状态,则有
0.3×c(H2)
0.12=1,c(H2)=0.4mol/L,
故答案为:
V正<V逆
0.40 (2)根据反应方程式利用三段式法计算,转化的水蒸汽为x,根据体积之比等于物质的量之比计算,
C (s)+H216O(g)
C16O (g)+H2(g)
起始:1mol 0 0
转化:x x x
平衡:1-x x x
则有:
(1−x)+x+x
1=1.25,x=0.25mol,所以转化率为[0.25/1× 100%=25%,
增加固体的对反应速率和化学平衡都没有影响,水蒸气的转化率不变,
恒温恒压下,再补充 a mol 水蒸气 (H218O),平衡状态不变,为等效平衡,水的转化率相等,则有生成的C18O 的物质的量为a×25%=0.25a,
所以达平衡时C16O和C18O 的物质的量之比为0.25:0.25a=1:a,
故答案为:25%;不变;1:a;
(3)n(C)=
2.4g
12g/mol]=0.2mol,与水反应生成0.2molCO和0.2molH2,反应吸收的热量为0.2mol×131.3KJ/mol=26.26KJ,
0.2molCO完全燃烧放出的热量为0.2mol×283KJ/mol=56.6KJ,
0.2molH2完全燃烧放出的热量为0.2mol×241.8KJ/mol=48.36KJ,
所以将2.4g 炭完全转化为水煤气,然后再燃烧,整个过程放出的热量为56.6KJ+48.36KJ-26.26KJ=78.7KJ,
整个过程△H=-78.7kJ•mol-1,故答案为:-78.7.
点评:
本题考点: 化学平衡的计算;有关反应热的计算;化学平衡的影响因素.
考点点评: 本题考查化学平衡的有关计算,本题难度不大,做题时注意平衡常数的计算和应用.