Question

(16分) 碳及其化合物有廣泛的用途。

（1）反應(yīng)C(s)＋ H2O(g) CO(g) ＋H2(g) ΔH= +131.3 kJ?mol-1，達(dá)到平衡后，體積不變時(shí)，以下有利于提高H2產(chǎn)率的措施是 。

A．增加碳的用量　 B．升高溫度 C．用CO吸收劑除去CO　　D．加入催化劑

（2）已知，C（s）+ CO2（g） 2CO（g） △H=+172.5kJ?mol-1

則反應(yīng) CO（g）+H2O（g） CO2（g）+H2（g） 的△H= kJ?mol-1。

（3）CO與H2一定條件下反應(yīng)生成甲醇（CH3OH），甲醇是一種燃料，可利用甲醇設(shè)計(jì)一個(gè)燃料電池，用稀硫酸作電解質(zhì)溶液，多孔石墨做電極，該電池負(fù)極反應(yīng)式為 。

（4）在一定溫度下，將CO(g)和H2O(g)各0.16 mol分別通入到體積為2.0L的恒容密閉容器中，發(fā)生以下反應(yīng)：CO(g)＋H2O(g) CO2(g)＋H2(g)，得到如下數(shù)據(jù)：

t / min	2	4	7	9
n(H2O)/mol	0.12	0.11	0.10	0.10

①其它條件不變，降低溫度，達(dá)到新平衡前v(逆)_____v(正)(填“>”、“<”或“=”) 。

②該溫度下，此反應(yīng)的平衡常數(shù)K=______ _____；

③其它條件不變，再充入0.1mol CO和0.1mol H2O(g)，平衡時(shí)CO的體積分?jǐn)?shù)______(填“增大”、“減小”或“不變”)。

 

Answer 1

(16分) （1）BC（4分，答1個(gè)對(duì)的得2分，全對(duì)得4分，見(jiàn)錯(cuò)0分）

（2）- 41.2（3分，沒(méi)有“－”扣1分，數(shù)據(jù)算錯(cuò)得0分，全對(duì)得3分）

（3）CH3OH‑6e-+ H2O CO2+6H+ （2分）

（4）①< （2分）； ②K=9/25或0.36（3分） ；③ 不變 （2分）

【解析】

試題分析：（1）反應(yīng)C(s)＋ H2O(g) CO(g) ＋H2(g) ΔH= +131.3 kJ?mol-1是吸熱反應(yīng)，所以提高氫氣的產(chǎn)率，也即使平衡正向進(jìn)行，升高溫度，或減小生成物CO的濃度，但C是固體，增大碳的用量，不能使平衡正向移動(dòng)，催化劑的使用只能加快反應(yīng)速率，不能改變平衡，所以答案選BC；

（2）C(s)＋ H2O(g) CO(g) ＋H2(g) ΔH= +131.3 kJ?mol-1， ①

C（s）+ CO2（g） 2CO（g） △H=+172.5kJ?mol-1 ②

所以根據(jù)蓋斯定律反應(yīng) CO（g）+H2O（g） CO2（g）+H2（g） 的△H=①-②=+131.3 kJ?mol-1-172.5kJ?mol-1=-41.2 kJ?mol-1；

（3）燃料電池中負(fù)極發(fā)生氧化反應(yīng)，所以燃料在負(fù)極發(fā)生氧化反應(yīng)，結(jié)合電解質(zhì)溶液，則負(fù)極發(fā)生的反應(yīng)是甲醇失去電子生成二氧化碳和氫離子，電極反應(yīng)式為CH3OH‑6e-+ H2O CO2+6H+ ；

（4）①CO(g)＋H2O(g) CO2(g)＋H2(g)是放熱反應(yīng)，所以降低溫度平衡正向移動(dòng)，則達(dá)到新平衡前反應(yīng)正向進(jìn)行，v(逆)< v(正);

②該溫度下，達(dá)平衡時(shí)，H2O(g)和CO的濃度均是0.10mol/2.0L=0.05mol/L，CO2、H2的平衡濃度均是（0.16-0.10）mol/2.0L=0.03mol/L，所以此反應(yīng)的平衡常數(shù)K=c(CO2)c(H2)/c(CO)c(H2O)=0.032/0.052=0.36；

③該反應(yīng)是反應(yīng)前后氣體的物質(zhì)的量不變的可逆反應(yīng)，所以其它條件不變，再充入0.1mol CO和0.1mol H2O(g)，達(dá)到的新平衡與原平衡等效，平衡時(shí)CO的體積分?jǐn)?shù)不變。

考點(diǎn)：考查蓋斯定律、電化學(xué)反應(yīng)原理、化學(xué)平衡的綜合應(yīng)用