（2014春?大冶市校级期末）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某小组研究在相同温度下该反应过程中的能量变化．他们分别在体积均为V L的两个恒温恒容密闭容器中加入一定量的反应物，使其在相同温度下发生反应．相关数据如下表容器编号起始时各物质物质的量/mol 达到平衡的时间/min 达平衡时体系能量的变化/kJ CO H2O CO2 H2 ① 1 4 0 0 t1 放出热量：32.8 kJ ② 2 8 0 0 t2 放出热量：Q （1）该反应过程中，反应物分子化学键断裂时所吸收的总能量（填“大于”、“小于”或“等于”）生成物分子化学键形成时所释放的总能量．（2）容器①中反应达平衡时，CO的转化率为 %．（3）计算容器②中反应的平衡常数K= ．（4）下列叙述正确的是（填字母序号）．a．平衡时，两容器中H2的体积分数相等 b．容器②中反应达平衡状态时，Q＞65.6kJ c．反应开始时，两容器中反应的化学反应速率相等 d．容器①中，化学反应速率为：v=（H2O）=4Vt1mol/（L?min）（5）已知：2H2（g）+O2（g）=2H2O （g）△H=-484kJ/mol，写出CO完全燃烧生成CO2的热化学方程式：．（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溶液将其完全吸收，反应的离子方程式为（用一个离子方程式表示）．（7）研究发现，可以用石墨作阳极、钛网作阴极、熔融CaF2-CaO作电解质，利用图中所示装置获得金属钙，并以钙为还原剂，还原二氧化钛制备金属钛．①写出阳极所发生反应的电极反应式：．②在制备金属钛前后，CaO的总量不变，其原因是（请结合反应式解释）．试题及答案-填空题-云返教育

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（2014春?大冶市校级期末）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
某小组研究在相同温度下该反应过程中的能量变化．他们分别在体积均为V L的两个恒温恒容密闭容器中加入一定量的反应物，使其在相同温度下发生反应．相关数据如下表

容器编号	起始时各物质物质的量/mol				达到平衡的时间/min	达平衡时体系能量的变化/kJ
容器编号	CO	H₂O	CO₂	H₂	达到平衡的时间/min	达平衡时体系能量的变化/kJ
①	1	4	0	0	t₁		放出热量：32.8 kJ
②	2	8	0	0	t₂		放出热量：Q

（1）该反应过程中，反应物分子化学键断裂时所吸收的总能量          （填“大于”、“小于”或“等于”）生成物分子化学键形成时所释放的总能量．
（2）容器①中反应达平衡时，CO的转化率为          %．
（3）计算容器②中反应的平衡常数K=          ．
（4）下列叙述正确的是          （填字母序号）．
a．平衡时，两容器中H₂的体积分数相等 b．容器②中反应达平衡状态时，Q＞65.6kJ c．反应开始时，两容器中反应的化学反应速率相等 d．容器①中，化学反应速率为：v=（H₂O）=

Vt₁

mol/（L?min）
（5）已知：2H₂（g）+O₂（g）=2H₂O （g）△H=-484kJ/mol，写出CO完全燃烧生成CO₂的热化学方程式：          ．
（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溶液将其完全吸收，反应的离子方程式为（用一个离子方程式表示）          ．
（7）研究发现，可以用石墨作阳极、钛网作阴极、熔融CaF₂-CaO作电解质，利用图中所示装置获得金属钙，并以钙为还原剂，还原二氧化钛制备金属钛．①写出阳极所发生反应的电极反应式：          ．
②在制备金属钛前后，CaO的总量不变，其原因是（请结合反应式解释）          ．

试题解答

小于:80:1:a:2CO（g）+O₂（g）═2CO₂（g）△H=-566kJ/mol:3CO₂+5OH^-═2CO₃^2-+HCO₃^-+2H₂O:2O^2--4e^-═O₂↑ 或C+2O^2--4e^-═CO₂↑:制备TiO₂时，在电解槽发生如下反应：一定条件阴极：2Ca²⁺+4e^-═2Ca，阳极：2O^2--4e^-═O₂↑
依据反应2Ca+TiO₂═Ti+2CaO，由此可见，CaO的量不变．

【解答】解：（1）反应焓变=反应物断裂化学键吸收能量-生成物化学键形成放出的能量，CO（g）+H₂O（g）?CO₂（g）+H₂（g）△H=-41kJ/mol，反应焓变为负值，是放热反应，形成化学键放出的热量大于断裂化学键吸收的热量，
故答案为：小于；
（2）依据反应的化学方程式；
CO（g）+H₂O（g）?CO₂（g）+H₂（g））△H=-41kJ/mol
1mol 41KJ
n（CO） 32.8 kJ
n（CO）=

32.8KJ

41KJ

×1mol=0.8mol；
一氧化碳转化率=

0.8mol

1mol

×100%=80%，
故答案为：80；
（3）CO（g）+H₂O（g）?CO₂（g）+H₂（g）△H=-41kJ/mol，反应放热 32.8 kJ消耗一氧化碳0.8mol；依据三段式列式计算平衡浓度，由于费用前后系数相同，可以利用物质的量代替平衡浓度计算平衡常数；
CO（g）+H₂O（g）?CO₂（g）+H₂（g）
起始量（mol） 1 4 0 0
变化量（mol） 0.8 0.8 0.8 0.8
平衡量（mol） 0.2 3.2 0.8 0.8
K=

0.8×0.8

0.2×3.2

=1；
故答案为：1；
（4）a．反应前后气体体积不变，反应①和反应②达到相同的平衡状态，平衡时，两容器中H₂的体积分数相等，故a正确；
b．容器②中反应达平衡状态时，平衡不变，反应放热Q=65.6kJ，故b错误；
c．反应开始时，起始量本题浓度不同，两容器中反应的化学反应速率不相等，故c错误；
d．容器①中，化学反应速率为：v（H₂O）=V（CO）=

0.8mol

t₁

0.8

Vt₁

mol/（L?min），故d错误；
故答案为：a；
（5）依据热化学方程式①CO（g）+H₂O（g）?CO₂（g）+H₂（g）△H=-41kJ/mol
②2H₂（g）+O₂（g）=2H₂O （g）△H=-484kJ/mol，
结合盖斯定律计算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）CO₂的物质的量为0.6mol．若用200mL 5mol/L的NaOH溶液将其完全吸收，氢氧化钠物质的量为0.2L×5mol/L=1mol；
CO₂+2NaOH=Na₂CO₃+H₂O，CO₂+NaOH=NaHCO₃，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，题干中n（CO₂）：n（NaOH）=0.6：1=3：5，所以生成产物有碳酸钠和碳酸氢钠，反应的离子方程式为3CO₂+5OH^-═2CO₃^2-+HCO₃^-+2H₂O，
故答案为：3CO₂+5OH^-═2CO₃^2-+HCO₃^-+2H₂O；
（7）①）①用石墨作阳极、钛网作阴极、熔融CaF₂-CaO作电解质，阳极发生氧化反应，阴极析出钙金属发生还原反应，阳极图示产物可可知，阳极生成二氧化碳气体，是电解质中的氧离子失电子生成氧气，氧气和阳极石墨反应生成的二氧化碳，所以电极反应为：2O^2--4e^-=O₂↑或C+2O^2--4e^-=CO₂↑，
故答案为：2O^2--4e^-=O₂↑或C+2O^2--4e^-=CO₂↑；
②制备TiO₂时，在电解槽发生如下反应：2CaO═2Ca+O₂↑，2Ca+TiO₂

一定条件

Ti+2CaO，由此可见，CaO的量不变；
或：制备TiO₂时，在电解槽发生如下反应：阴极：2Ca²⁺+4e^-═2Ca 阳极：2O^2--4e^-═O₂↑；2Ca+TiO₂

一定条件

Ti+2CaO，由此可见，CaO的量不变；
故答案为：制备TiO₂时，在电解槽发生如下反应：2CaO═2Ca+O₂↑，2Ca+TiO₂

一定条件

Ti+2CaO，由此可见，CaO的量不变．

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