Question

某溫度下在容積固定的密閉容器中，下列反應達到平衡：M（g）+H₂O（g）?N（g）+H₂（g）

（1）已知M和H₂的燃燒熱分別為283kJ/mol、285.8kJ/mol，H₂O（g）=H₂O（l），△H=-44kJ/mol，寫出上述反應的熱化學方程式：

 

；
（2）該反應的平衡常數(shù)為

 

．該溫度下，向容器中充入1mol M、3mol H₂O、2mol N、1.5mol H₂，則起始時該反應速率v_正

 

v_逆（填“＞”、“＜”或“=”）；
（3）結合表中數(shù)據(jù)判斷下列說法中正確的是

 

n（M）：n（H2O）	M轉化率	H2O轉化率
1：1	0.5	0.5
1：2	0.67	0.335
1：3	0.75	0.25

A．增加H₂O（g）的量，M的轉化率升高而H₂O（g）的轉化率降低
B．若M與H₂O（g）的轉化率相同時，二者的初始投入量一定相同
C．M和H₂O（g）初始物質的量之比等于二者轉化率之比
D．當M與H₂O（g）物質的之比為1：4時，M的轉化率為0.85．

Answer 1

考點：熱化學方程式,化學平衡常數(shù)的含義,化學平衡的影響因素

專題：化學反應中的能量變化,化學平衡專題

分析：（1）依據(jù)燃燒熱概念書寫熱化學方程式，結合蓋斯定律計算得到所需讓化學方程式；
（2）依據(jù)圖表數(shù)據(jù)計算平衡常數(shù)，平衡常數(shù)隨溫度變化，依據(jù)M和H₂O物質的量之比為1：1反應計算，系數(shù)相同都為一次方，利用物質的量代替平衡濃度計算，平衡常數(shù)；利用濃度商計算和平衡常數(shù)比較分析平衡移動的方向；
（3）A、兩種反應物，增加一種物質會提高另一種物質的轉化率，本身轉化率降低；
B、反應物系數(shù)比1：1，所以起始量相同時轉化率相同；
C、起始量不同，消耗量按照化學方程式定量關系，轉化率為消耗量除以起始量得到，所以起始量之比和轉化率之比不一定相同；
D、依據(jù)平衡常數(shù)結合三段式列式計算分析判斷．

解答： 解：（1）分析反應可知，M和水反應生成穩(wěn)定氧化物N，依據(jù)原子守恒，
M燃燒熱化學方程式，①M（g）+

1

2

O₂（g）=N（g）△H=-283kJ/mol
氫氣燃燒熱化學方程式②H₂（g）+

1

2

O₂（g）=H₂O（l）△H=-285.8kJ/mol
③H₂O（g）=H₂O（l），△H=-44kJ/mol，
由蓋斯定律計算①-②+③M（g）+H₂O（g）?N（g）+H₂（g）△H=-41.2KJ/mol，
故答案為：M（g）+H₂O（g）?N（g）+H₂（g）△H=-41.2KJ/mol；
（2）起始量1：1，M和H₂O的轉化率為0.5，則：
              M（g）+H₂O（g）?N（g）+H₂（g）
起始量（mol）  1       1       0     0
變化量（mol） 0.5      0.5     0.5    0.5
平衡量（mol） 0.5      0.5     0.5     0.5
平衡常數(shù)K=1
該溫度下，向容器中充入1mol M、3mol H₂O、2mol N、1.5mol H₂，Qc=

2×1.5

1×3

=1=K，則起始時該反應速率v_正=V_逆，
故答案為：1；=；
（3）A、兩種反應物，增加一種物質會提高另一種物質的轉化率，本身轉化率降低，增加H₂O（g）的量，M的轉化率升高而H₂O（g）的轉化率降低，故A正確；
B、反應物系數(shù)比1：1，所以起始量相同時轉化率相同，若M與H₂O（g）的轉化率相同時，二者的初始投入量一定相同，故B正確；
C、起始量不同，消耗量按照化學方程式定量關系，轉化率為消耗量除以起始量得到，所以起始量之比和轉化率之比不一定相同，和H₂O（g）初始物質的量之比不一定等于二者轉化率之比，故C錯誤；
D、當M與H₂O（g）物質的之比為1：4時，平衡常數(shù)不變，設M消耗物質的量x；
             M（g）+H₂O（g）?N（g）+H₂（g）
起始量（mol）  1       4     0     0
變化量（mol）  x       x     x     x
平衡量（mol） 1-x     4-x    x     x

x2

(1-x)(4-x)

=1
x=0.8
M的轉化率為80%，故D錯誤；
故答案為：AB．

點評：本題考查了熱化學方程式書寫方法，化學平衡常數(shù)的計算應用，平衡移動原理的分析判斷是解題的關鍵，題目難度中等．