Question

碳及其化合物有廣泛的用途．
（1）反應(yīng)C（s）+H₂O（g）?CO（g）+H₂（g）△H=+131.3kJ?mol^-1，達到平衡后，體積不變時，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)計一個燃料電池，用稀硫酸作電解質(zhì)溶液，多孔石墨做電極，該電池負極反應(yīng)式為

 

．
（4）在一定溫度下，將CO（g）和H₂O（g）各0.16mol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CO的體積分數(shù)

 

（填“增大”、“減小”或“不變”）．

Answer 1

考點：化學平衡的影響因素,熱化學方程式,化學電源新型電池,化學平衡的計算

專題：基本概念與基本理論

分析：（1）該反應(yīng)是一個反應(yīng)前后氣體體積增大的吸熱反應(yīng)，升高溫度、減小壓強、減少生成物的量都能使平衡向正反應(yīng)方向移動增大水蒸氣的轉(zhuǎn)化率；
（2）利用蓋斯定律構(gòu)造目標熱化學方程式，反應(yīng)熱也進行相應(yīng)的運算；
（3）原電池負極發(fā)生氧化反應(yīng)，甲醇在負極通入，酸性條件下生成二氧化碳和氫離子；
（4）①正反應(yīng)放熱，降溫時平衡正向移動；
②平衡常數(shù)表達式為K=

生成物濃度的冪次方

反應(yīng)物濃度的冪次方

；
③反應(yīng)前后氣體體積不變，等比例加入反應(yīng)物，平衡與原平衡等效；

解答： 解：（1）有利于提高H₂的產(chǎn)率，應(yīng)條件使平衡向正反應(yīng)方向移動，
A．碳為固體，增加碳的用量，不影響平衡移動，水的轉(zhuǎn)化率不變，故A錯誤；
B．正反應(yīng)為吸熱反應(yīng)，升高溫度，平衡向正反應(yīng)方向移動，水的轉(zhuǎn)化率增大，故B正確；
C．用CO吸收劑除去CO，CO的濃度降低，平衡向正反應(yīng)方向移動，水的轉(zhuǎn)化率增大，故C正確；
D．加入催化劑，加快反應(yīng)速率，縮短到達平衡的時間，不影響平衡移動，水的轉(zhuǎn)化率不變，故D錯誤，
故答案為：BC；
（2）已知：①C（s）+H₂O（g）?CO（g）+H₂（g），△H=+131.3kJ?mol^-1，
②C（s）+CO₂（g）?2CO（g），△H=+172.5kJ?mol^-1
根據(jù)蓋斯定律，①-②得：CO（g）+H₂O（g）?CO₂（g）+H₂（g），△H=131.3kJ?mol^-1-172.5kJ?mol^-1=-42.2kJ?mol^-1，
故答案為：-42.2kJ?mol^-1；
（3）甲醇發(fā)生氧化反應(yīng)，應(yīng)在負極通入，酸性條件下生成二氧化碳和氫離子，電極反應(yīng)式為：CH₃OH?6e^-+H₂O CO₂+6H⁺，
故答案為：CH₃OH?6e^-+H₂O CO₂+6H⁺；
（4）①正反應(yīng)放熱，降溫時平衡正向移動，v（正）＞v（逆），
故答案為：＜；
②CO和H₂O反應(yīng)了0.06mol，則CO₂和H₂生成了0.06mol，平衡時各物質(zhì)的濃度為：反應(yīng)物CO和H₂O為0.05mol/L，生成物CO₂和H₂為0.03mol/L，平衡常數(shù)表達式為K=

生成物濃度的冪次方

反應(yīng)物濃度的冪次方

=

0.03mol/L×0.03mol/L

0.05mol/L×0.05mol/L

=

9

25

，
故答案為：

9

25

；
③反應(yīng)前后氣體體積不變，與原平衡等比例加入反應(yīng)物，平衡與原平衡等效，所以，平衡時各物質(zhì)的濃度與原判斷相同，
故答案為：不變．

點評：本題主要考查了平衡移動、蓋斯定律應(yīng)用、電極反應(yīng)式書寫、平衡常數(shù)的計算、等效平衡，題目難度中等．