工业上利用CO和水蒸气在一定条件下发生反应制取氢气:CO(g)+H2O(g)?CO2(g)+H2(g)△H=-41kJ/mol某

kuaidi.ping-jia.net  作者:佚名   更新日期:2024-07-23
工业上利用CO和水蒸气在一定条件下发生反应制取氢气: CO(g)+H2O(g) CO2(g)+H2(g)

首先,由热化学方程式可知,该反应为放热反应,即反应后体系总能量小于反应前体系总能量,体系向外放出热量。化学键吸收足够的热量进而发生化学键的断裂,当化学键体系释放一定能量再次恢复稳态后体系释放能量,所以,综上可知吸收的总热量小于释放的总热量。

其次,反应速率=反应前后体系物质的量浓度:反应所用时间
自己代入数据即可。

在2L的密闭容器中,加入2molCO2和3molH2,则CO2和H2的物质的浓度分别为1mol/L,1.5mol/L
CO2(g)+ H2(g) = CO(g)+H2O
1-x 1.5-x x x
K=xx/(1-x)(1.5-x)=1
解得:x=0.6mol/L
平衡时,CO2的转化率=0.6/1=60%

(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        4         0      0          41KJ
变化量(mol) 0.8     0.8        0.8     0.8         32.8KJ
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
Vt1
mol/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;

  • 在一定条件下,将1mol CO和1mol水蒸气混合后发生如下变化:CO(g)+H2O...
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  • 碳及其化合物应用广泛。I.工业上利用CO和水蒸汽反应制氢气,存在以下平 ...
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