Question

（12分）對碳及其氧化物的化學(xué)熱力學(xué)、動力學(xué)研究有助于人類充分利用化石燃料，消除碳氧化物對環(huán)境的負(fù)面影響。請回答下列問題：

（1） 25℃時，石墨和CO的燃燒熱分別為：393.5kJ/mol、283.0kJ/mol。請寫出石墨不完全燃燒時的熱化學(xué)方程式                              ；

（2）25℃時，反應(yīng)2CO₂ (g)2CO(g)＋O₂(g)的平衡常數(shù)K＝2.96×10^－92。在一個體積可變的密閉容器（起始時的容器體積為1L）中充入一定量的CO₂、CO、O₂混合氣體，要使容器中的反應(yīng)開始時向CO₂分解的方向移動，則起始時充入的三種氣體的物質(zhì)的量應(yīng)滿足的關(guān)系是                 。當(dāng)該反應(yīng)在25℃時達(dá)到平衡后，其它條件不變時，升高溫度或增加容器的壓強(qiáng)，均能使該平衡發(fā)生移動，請?jiān)谙铝凶鴺?biāo)中作出該反應(yīng)的平衡常數(shù)K隨溫度（T）、壓強(qiáng)（P）變化而變化的示意圖：

（3） 1 600℃時，反應(yīng)2CO(g)＋O₂(g) 2CO₂(g)的平衡常數(shù)K＝1×10⁸。經(jīng)測定，汽車尾氣中CO和CO₂氣體的濃度分別為4.0×10^－5mol/L和4.0×10^－4mol/L。若在汽車的排氣管上增加一個1 600℃的補(bǔ)燃器并不斷補(bǔ)充O₂使其濃度始終保持為4.0×10^－4mol/L。則CO的補(bǔ)燃轉(zhuǎn)化率為         ；

（4） 以CO和O₂為電極燃料，以熔融K₂CO₃為電解質(zhì)組成燃料電池，請寫出該電池的負(fù)極反應(yīng)方程式                                        。

 

Answer 1

【答案】

（1）C（石墨）+1/2O₂（g）==CO(g)   △H=—110.5kJ/mol( 2分）

(2)[ c2(CO)·c(O₂₎] _/ c2(CO₂)< 2.96×10－92      ( 2分）

(每圖2分，只要求大概示意圖正確即可)

 (3)94.5% ±0.5%( 2分）  (4)CO-2e-+CO₃^2-=2CO₂( 2分）

【解析】寫熱化學(xué)方程式時要標(biāo)明狀態(tài)，溫度不變平衡常數(shù)不變。CO-2e-+CO₃^2-=2CO₂1 600℃時，反應(yīng)2CO(g)＋O₂(g) 2CO₂(g)的平衡常數(shù)K＝1×10⁸。經(jīng)測定，汽車尾氣中CO和CO₂氣體的濃度分別為4.0×10^－5mol/L和4.0×10^－4mol/L。